3D-presisjonsprinting med metallpulver - Produksjon og prosessering støttet av vakuum

3D-presisjonsprinting med metallpulver - Produksjon og prosessering støttet av vakuum

Industriell 3D-printing blir stadig viktigere. Metallpulver blir i økende grad også brukt i additiv fremstilling, som det heter i teknisk sjargong. Busch vakuumpumper kreves til essensielle prosesstrinn for fremstilling og prosessering av dette.
3D-printing-metal-1.jpg

Vakuum skaper miljø for materialrenhet

Metallpulver fremstilles ofte ved bruk av VIGA-prosessen (vakuuminduksjonssmelting med inert gassatomisering). Startmetallet smeltes først i en vakuuminduksjonsovn. Vakuum sørger for avgassing av smeltemassen, og dermed dannes høyrent metall med lite slagginnleiring. Det kan brukes flere ulike vakuumteknologier for tømming av ovnene, og Busch har selvfølgelig alle disse i sitt sortiment.

Smelten tvinges så gjennom en dyse med en inert gass, for eksempel argon, under høyt trykk. I løpet av denne prosessen dannes fine kuleformede dråper, som blir til pulverpartikler når de avkjøles. Kuleformen garanterer pulverets fluiditet og forenkler videre prosessering.

Presisjon i pulversengen

Det finnes en lang rekke metoder for bruk av metall i 3D-printing. Pulversengprosessen gir den høyeste presisjonen. I denne prosessen produseres komponentene lagvis i en beholder med nedsenkbar bunn der man med høy presisjon legger lag på lag med metallpulver der tykkelsen måles i µm.

En datastyrt laser- eller elektronstråle varmer opp det finkornede materialet. Den fokuserte smeltingen av pulverpartiklene produserer komponenten som er definert i CAD-modeller. Faste strukturer formes av det løse pulveret. Når et lag er fullført, senkes bunnen. Nytt pulver påføres, og det neste laget påføres laget under. Lag for lag blir arbeidsstykket dannet. Takket være den høye presisjonen til laser- og elektronstrålene er det ofte ikke lenger nødvendig med etterbehandling.

Antikollisjon, for stabilitet

Elektronstrålen består av høyt akselererte partikler som raskt og presist styres gjennom magnetfelter. Vakuum sørger for at de ikke kolliderer med andre partikler på veien fra strålekilden til arbeidsstykket. Det kan også brukes til å stabilisere arbeidsstykket som prosesseres. En festekraft påføres pulverpartiklene ved hjelp av suging nedenfra. Dette hindrer komponenten i å flytte på seg når de nye pulverlagene påføres. Busch tilbyr vakuumpumper som er optimalt egnet for prosessen der pulveret legges lag for lag i beholderen.

Ved pulverspraying sprayes metallpulveret gjennom en dyse inn i en laserstråle. Metallpulveret smeltes av laseren og setter seg som perler på et substrat. Vanligvis brukes denne prosessen sammen med et dreiebord. Komponenten får sin form ved at bunnen under den faste dysen dreies og vippes.

I en såkalt lysbueprosess mates en tråd inn i laserstrålen i stedet for pulver. Tråd er billigere enn metallpulver, men prosessen er mindre presis.

Lysbueprosessen (Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM) er i grunnen en vanlig sveiseprosess. Sveisesømmen datastyres og bygges kontinuerlig opp til en hvilken som helst form. I denne prosessen kan selv store gjenstander fremstilles relativt billig og raskt. Dimensjonsnøyaktigheten for arbeidsstykket er imidlertid relativt lav, og for en definert overflatebehandling er det uansett behov for bearbeiding.


Abonner på nyhetsbrevet ‘World of Vacuum'!
Abonner nå og hold deg oppdatert med de siste fascinerende nyhetene fra vakuumverdenen.

ABONNER