Enrico Gallino, Senior Engineer bei Ricoh 3D, erläutert die wichtigsten Faktoren, die bei der Auswahl des richtigen Pulvers für das Selektive Lasersintern zu beachten sind.
Die zunehmende Beliebtheit des 3D-Drucks in einer Reihe von Sektoren ist zumindest teilweise auf seine Fähigkeit zurückzuführen, eine hohe Konsistenz in der Produktion zu erreichen.
Die Bedeutung der Auswahl der richtigen Pulvercharakterisierung im Produktionsprozess, um dies zu erreichen, sollte niemals unterschätzt werden. Sie kann im wahrsten Sinne des Wortes die Effektivität des gesamten Produktionsprozesses und letztlich die Qualität des Endprodukts bestimmen, egal ob es sich um einen Prototyp oder eine Serienproduktion handelt.
Eine komplexe Kombination aus Pulvereigenschaften und den Parametern der verwendeten Maschine beeinflusst die Effektivität und Qualität von des fertigen Teils.
Unser Ziel ist es immer, Teile mit guten mechanischen Eigenschaften in Übereinstimmung mit den Materialspezifikationen herzustellen.
Die Verwendung eines Pulvers, das nicht die erforderlichen Verarbeitungskriterien erfüllt, kann jedoch zu Defekten, Porosität, Curling oder Build-Crashs führen, die jeweils ihre eigenen negativen Auswirkungen auf das Endprodukt haben.
Es ist nicht möglich, einfach ein beliebiges Pulver zu nehmen, es in einen Drucker zu geben, den Startknopf zu drücken und ein gedrucktes Teil mit den richtigen mechanischen Eigenschaften herzustellen.
Es ist viel komplexer als das, denn es gibt eine ganze Reihe von Faktoren, die zusammen ein “gutes Pulver” ausmachen. Mein jüngstes Webinar (das Sie hier finden, in Zusammenarbeit mit Freeman Technologies) befasst sich eingehend mit diesem Thema.
Nachfolgend finden Sie eine kurze Zusammenfassung einiger der wichtigsten Überlegungen bei der Auswahl der Pulvercharakterisierung für jede spezifische Anwendung.
Thermal
Ein gutes Verständnis der thermischen Eigenschaften des Materials ist bei allen additiven Fertigungsverfahren einschließlich des selektiven Lasersinterns von entscheidender Bedeutung. Das Verständnis der Temperaturen bei denen ein Pulver kristallisiert und schmilzt – und damit seine Dichte verändert – ist zwingend erforderlich, um sicherzustellen, dass das Material effektiv verarbeitet werden kann.
Streufähigkeit und Pulver fließen
Die Fähigkeit des Pulvers, sich gleichmäßig auszubreiten und zu verteilen, ist entscheidend für seine Leistung beim 3D-Druck.
Wenn neue Schichten entstehen, muss sich das Pulver gleichmäßig ausbreiten, sonst steigt das Risiko von Defekten an den Teilen, einschließlich schlechter Oberflächengüte und ungleichmäßiger Schüttdichte, dramatisch an.
Wie in allen Fällen ist die Auswirkung der Alterung auf die Pulvereigenschaften absolut entscheidend, wobei die Verschlechterung eine nachteilige Auswirkung auf das endgültige Teil hat.
Größe und Form der Partikel
Die Form und Größe der Partikel haben aufgrund der Packungsdichte des Pulverbettes einen erheblichen Einfluss auf die Eigenschaften des Pulvers .
Es gibt verschiedene Herstellungsverfahren für Pulver und jedes dieser Verfahren erzeugt Partikel mit unterschiedlicher Partikelform und Größenverteilung.
Generell gilt, dass sich kugelförmige Partikel am effektivsten zusammenballen – was der Qualität des Endprodukts zugute kommt – während unregelmäßig geformte Partikel das Risiko bergen, die Dichte des Endprodukts zu verringern.
Das marktführende Polypropylen von Ricoh ist ein gutes Beispiel dafür. Dank seiner perfekt rund geformten Partikel und seines großen Sinterfensters lässt sich das Material sehr leicht verarbeiten. Dies ermöglicht die Herstellung von Teilen mit konsistenten mechanischen Eigenschaften, guter Oberflächenbeschaffenheit und geringer Porosität. Dadurch ist das Material bis zu einem Druck von 10 bar wasserdicht und eine ideale Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen
Testen Sie
Da Prozesskontrolle und Rückverfolgbarkeit im Mittelpunkt des 3D-Drucks stehen, ist ein umfassendes Testprogramm unerlässlich, um zusätzliche Konsistenz und Vertrauen zu schaffen.
Bei Ricoh 3D verfügen wir über die neuesten Testgerätetechnologien zur Messung der thermischen Übergänge eines Materials, der Fließfähigkeit des Pulvers, der Partikelgrößenverteilung und der Schmelzflussrate.
Die obigen Ausführungen bieten eine Momentaufnahme des komplexen Puzzles der Pulvercharakterisierung für die additive Fertigungsindustrie . Der Webinar-Link oben bietet einen umfassenderen Überblick.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Bewertung und Charakterisierung der Pulvereigenschaften für die Pulverbettfusion unerlässlich ist, um einen robusten Prozess zu gewährleisten, Lieferketten zu validieren und die Qualifizierung und Entwicklung neuer Materialien zu ermöglichen.
Durch die Analyse der sich entwickelnden Leistung und der vorhandenen Daten wird ein Bild der Beziehung zwischen verschiedenen Pulvern im Produktionsprozess erstellt. Es ist von entscheidender Bedeutung, richtig einzuschätzen, wenn ein erfolgreicher 3D-Druckvorgang erreicht werden soll.