3D-printermateriaal | van kunststof tot metaal

De Filamenten en materialen voor 3D-printen evolueren voortdurend. De huidige stand van ontwikkeling duidt op een toenemende variëteit en hogere prestaties 3D printer Materialien, die last but not least voldoen aan de vaak robuuste eisen in de industrie. Naast duurzaamheid moeten de componenten ook steeds beter presteren. In dit artikel lees je wat er beschikbaar is en waar de reis naartoe gaat.

 

inhoud

• Ontwikkelingsstatus van 3D-printermaterialen
  • Gespecialiseerd voor de industrie
• Nieuwe filamenten en materialen voor 3D-printen
  • SLS-printmateriaal met een temperatuurbestendigheid van 110°C
  • 3D-printhars verlengt de levensduur aanzienlijk
  • Eerste elastomeer voor 3D-printers van de Fuse-serie
  • Extreem sterk 3D-printfilament met vezelversterking
  • Thermoplastisch polyimide voor gebruik bij hoge temperaturen
  • iglidur I190 verslaat POM en nylon
  • Aluminiumlegering voor vliegtuigonderdelen
  • Filamenten volgens EU-regelgeving en FDA
  • Fotopolymeer voor industriële 3D-printtoepassingen
  • Polyamide Luvocom 3F PA op hoge temperatuur voor 3D-printen
  • Filamenten voor 2-componenten 3D-printen in één stap
  • Vloeibare materialen voor industriële productie van vloeibare additieven
• Archief voor nieuws over 3D-printmaterialen
• Veel gestelde vragen

 

Ontwikkelingsstatus van 3D-printermaterialen

naar de ochtend algemeen gebruiktMaterialen voor 3D-printers zijn ABS (acrylonitril-butadieen-styreen), PLA (polymelkzuur) en PETG (polyethyleentereftalaat). ABS is een sterk en slagvast materiaal, PLA is een biologisch afbreekbaar materiaal en PETG is sterker en veerkrachtiger dan PLA.

Vergeleken met deze traditionele opties nieuwe materialen de markt betreden. Een voorbeeld is nylon, dat een hoge sterkte, flexibiliteit en slagvastheid biedt. Flexibele filamenten zoals TPU (thermoplastisch polyurethaan) maken het mogelijk om elastische onderdelen te maken, terwijl hout- en metaalfilamenten het geprinte object een natuurlijke uitstraling of metallic eigenschappen geven. Er zijn ook composietmaterialen zoals koolstofvezelfilamenten, die een hoge stijfheid en sterkte hebben.

---

Solidworks 2023 | CAD-software door en voor gebruikers

---

een toekomstige tendens ligt in de ontwikkeling van milieuvriendelijke opties. Biologisch afbreekbare filamenten zoals PLA en PHA (polyhydroxyalkanoaten) worden steeds populairder omdat ze een duurzamer alternatief bieden voor traditionele kunststoffen. Een andere veelbelovende trend zijn geavanceerde materialen die het printen van complexe structuren mogelijk maken. Zo zijn er TPU-filamenten met een hogere shore-hardheid die het printen van technische elastomeren en industriële componenten mogelijk maken.

Gespecialiseerd voor de industrie

In de industrie heeft 3D-printen een aanzienlijke impact op de productie en de vraag naar specifieke filamenten en materialen. Deze moeten vaak robuuste eisen steeds eerlijker voor de industrie.

Technische kunststoffen zoals ABS, nylon en PC (polycarbonaat) zijn hier erg in trek omdat ze door hun hoge sterkte, duurzaamheid en hittebestendigheid ideaal zijn voor de productie van functionele Prototypes en eindproducten zijn geschikt. Bovendien winnen composietmaterialen zoals met koolstofvezel versterkt nylon aan populariteit omdat ze nog meer stijfheid en sterkte bieden.

Een belangrijke trend in industrieel 3D-printen is de ontwikkeling van hoogwaardige materialen. Dit omvat filamenten met verbeterde eigenschappen zoals verhoogde temperatuurbestendigheid, chemische weerstand en verbeterde mechanische eigenschappen. Met deze materialen kan 3D-printen worden gebruikt voor meer veeleisende toepassingen, zoals de vervaardiging van gereedschappen, matrijzen en functionele eindproducten.

Een andere trend is de introductie van metalen filamenten voor 3D-printen. Metaal 3D printenProcessen zoals Selective Laser Melting (SLM) of Electron Beam Melting (EBM) maken de productie van complexe metalen componenten mogelijk. Deze technologieën vereisen speciale metaalpoeders die in filamenten kunnen worden gebruikt. Metaalfilamenten openen nieuwe mogelijkheden in de additive manufacturing van metalen onderdelen, zowel voor prototypes als voor kleine series. Als het gaat om milieuvriendelijke materialen, zoeken bedrijven steeds vaker naar duurzamere opties om de milieu-impact van 3D-printen te verminderen. 

Nieuwe filamenten en materialen voor 3D-printen

Over het algemeen laat het zien dat de industrie een groeiende behoefte heeft aan gespecialiseerde en hoogwaardige filamenten en materialen voor 3D-printen. Vooruitgang in materiaalontwikkeling en toenemende diversiteit maken het mogelijk om 3D-printen in steeds meer toepassingen te gebruiken, en langzaam geschikt voor de massa dichtbij. Toekomstige trends zullen naar verwachting een nog grotere materiaaldiversiteit en voortdurende verbetering van eigenschappen en prestaties omvatten. We presenteren de nieuwe producten op de markt hieronder: 

SLS-printmateriaal met een temperatuurbestendigheid van 110°C

30.01.2024 | igus brengt het eerste 3D-printmateriaal voor polymeercomponenten met een temperatuurbestendigheid tot 110°C op de markt. Het nieuwe poedermateriaal Iglidur i230 is bestand tegen langdurig gebruik bij hoge temperaturen. Bovendien is het materiaal PTFE-vrij en ca. 80% slijtvaster dan de klassieke PA12.

Naar de post

---

3D-printhars verlengt de levensduur aanzienlijk

21.07.2023 | igus presenteert met iglidur i3000 's werelds eerste 3D-printhars voor DLP 3D-printen van slijtdelen. Na uitharding wordt het bouwplatform één laag verlaagd zodat de volgende belichting kan plaatsvinden. Zo ontstaat laag voor laag kleine componenten zoals tandwielen met punten die slechts 0,2 mm groot zijn en zonder enige verdere behandeling een zeer glad oppervlak hebben. 

Naar de post

Eerste elastomeer voor 3D-printers van de Fuse-serie

14.07.2023-90-XNUMX | Met de nieuwe TPU XNUMXA Powder voor de Fuse-serie vormlabs kunnen veerkrachtige, huidvriendelijke en betaalbare componenten zijn voor de medisch, productie-, engineering- en consumentengoederenindustrieën in de SLS 3D-printing Fuse-serie van de fabrikant. De onderdelen bereiken een hoge scheurvastheid en elasticiteit.

Gebruikers kunnen lid worden TPU-90A zelfstandig in eigen huis functionele onderdelen produceren. Je geniet van ontwerpvrijheid en een naadloze workflow binnen het SLS 3D-printecosysteem. Het materiaal dicht de kloof tussen de afzonderlijke productiefasen door volledig functionele prototypen te leveren, Gereedschappen en onderdelen voor eindgebruik kunnen worden vervaardigd. En het poeder is geschikt om soft-touch componenten voor te maken grijpende armen, vulling en dempers. 

Es ist huidvriendelijk en is geschikt voor medische toepassingen zoals prothesen, orthesen en andere patiëntspecifieke hulpmiddelen die een individueel ontwerp vereisen. Onderdelen gemaakt van zacht, flexibel 90A TPU bieden een hoog niveau van comfort voor optimale gezondheidszorg en een vereenvoudigd productieproces voor medische hulpmiddelen. "Bij Formlabs willen we onze klanten in staat stellen echt alles te maken, van medische componenten tot wearables", zegt David Lakatos, Chief Product Officer bij Formlabs. “We zijn er trots op dat TPU 90A Powder de mogelijkheden voor 3D-printen in alle sectoren uitbreidt. Met het materiaal kunnen gebruikers flexibele, huidvriendelijke onderdelen maken die zijn afgestemd op hun individuele behoeften.”

Voordelen van het TPU 90A-poeder

• hoge scheursterkte en rek bij breuk 110 tot 310%
• lage kosten per onderdeel voor kleine productievolumes
• Huidcompatibiliteit voor het printen van medische wearables en apparaten
• minder afval en hogere efficiëntie met een recyclingpercentage van 20%.

Extreem sterk 3D-printfilament met vezelversterking

15.08.2022/3/XNUMX | Het nieuwe igus XNUMXD-printfilament Igomid P190 maakt extreem stijf en solide 3D-printen mogelijk dankzij koolstofvezelversterking. Het is geschikt voor structurele componenten en speciale verbindingselementen kabelrupsen evenals 2-componenten 3D-printen in combinatie met iglidur i190. Igumid P190 is beschikbaar als filament voor zelfprinten en in de toekomst in de 3D-printing online service.

Naar de post

---

Thermoplastisch polyimide voor gebruik bij hoge temperaturen

01.09.2021 | De thermoplast Polyimide Aurum is een zeer hittebestendige superengineeringkunststof met een hoge productie-efficiëntie in de spuitgietsector. Het thermische plastic daagt de conventionele wijsheid uit dat polyimide zeer krachtig maar moeilijk te verwerken is. Bieglo presenteert het PI-portfolio, dat ook geschikt is voor 3D-printen.

Naar de post

---

iglidur I190 verslaat POM en nylon

22.02.2021 | In een test De iglidur I3800 heeft zijn lange levensduur bewezen in zijn eigen laboratorium van 190 m². Een 3D-geprinte iglidur I190 lagers concurreerde met additief vervaardigde lagers van ABS en Polyamide evenals gedraaide en geïnjecteerde lagers van POM en nylon. Als gevolg hiervan was het bedrukte Igus-lager aan 50 keer meer slijtvast dan standaard plastic lagers.

Naar de post

---

Filamenten volgens EU-regelgeving en FDA

07.09.2021 | Bij het vervaardigen van de grootformaat onderdelen uit de 3D-printer igus in het bijzonder de tribofilamenten Iglidur I150 en de optisch detecteerbare blauwe variant Iglidur I151. De kunststoffen zijn volgens de Verordening 10 / 2011 EU voor voedingsindustrie Iglidur I151 is ook gecertificeerd FDA-compatibel.

Naar de post

Fotopolymeer voor industriële 3D-printtoepassingen

04.05.2021 | Evonik heeft twee fotopolymeren ontwikkeld voor industriële 3D-toepassingen met de merknamen Infinamt TI 3100 L en Infinam ST 6100 L. De twee gebruiksklare materialen vormen het begin van een nieuwe kunsthars productlijn. Elk polymeer is geschikt voor gebruik in gangbare fotopolymeer 3D-printprocessen zoals SLA of DLP. 

"Met de nieuwe productlijn betreden we de marktrelevante fotopolymeertechnologielijn en versterken zo onze marktpositie op lange termijn als materiaalexperts voor alle belangrijke polymeergebaseerde 3D-printertechnologieën", zegt dr. Dominic Störkle, Head of Additive Manufacturing bij Evonik. "Met de nieuwe gebruiksklare formuleringen zetten we ook ons ​​materiaaloffensief voort en promoten we 3D-printen als een grootschalige industriële productie langs de hele waardeketen."

Fotopolymeer voor mechanische effecten 

Het eerste hoogwaardige materiaal uit de fotopolymeerproductfamilie leidt tot slagvaste en tegelijkertijd taaie componenten van de 3D-printer. De combinatie van eigenschappen komt in aanmerking Infinam TI 3100 L naar een nieuwe standaard voor additive manufacturing met behulp van fotopolymeer 3D-printprocessen zoals DLP en SLA. De slagvastheidswaarde gemeten op gedrukte componenten is 30 J / m³ met een hoge breukrek van 120%.

de nieuwe Materiaal kunnen dus sterke plotselinge of permanente mechanische effecten zoals Drukken of duwen zeer goed bestand. Het scala aan mogelijke toepassingen strekt zich uit van componenten voor industrie, Automotive engineering en consumptiegoederen, die, naast ontwerpvrije vormen, sterke mechanische belastingen vereisen bij gebruik in onroerend goed. 

Fotopolymeer op hoge temperatuur

Het fotopolymeer Infinam ST 6100 L. valt onder de categorie van zeer sterke kunsthars. Met een treksterkte van 89 MPa, een buigspanning van 145 MPa en een HDT van 120 ° C vult het de materiaalkloof in ultrahoge sterkte fotopolymeren. Dit materiaal is daarom geschikt voor toepassingen die een hoge temperatuurbestendigheid in combinatie met een hoge mechanische sterkte vereisen. 

---

Kunststofrecycling van en voor de industrie

---

“Met de fotopolymeren Infinam TI 3100 L en ST 6100 L brengen we onze eerste fotopolymeermaterialen voor additieve productie tot marktrijpheid. Daarbij putten we uit de enorme chemische kennis van onze onderzoekers bij de ontwikkeling van kant-en-klare formuleringen. Op basis hiervan kunnen we de markt unieke producten met uitstekende eigenschappen aanbieden en onze klanten helpen nieuwe toepassingsgebieden te veroveren", zegt dr. Rainer Hahn, Hoofd van het Photopolymers-marktsegment bij Evonik.

Polyamide Luvocom 3F PA op hoge temperatuur voor 3D-printen

07.07.2020 | Het hogetemperatuurpolyamide Luvocom 3F PA is speciaal ontworpen voor extrusiegebaseerd 3D-printen zoals FFF. Het filament van Lehvoss vertoont geoptimaliseerde bedrukbaarheid en mechanische eigenschappen vergelijkbaar met PA 6 met tegelijkertijd verminderde wateropname en hogere temperatuurbestendigheid.

De vlamwerende Luvocom 3F PA KK 50056 BK FR heeft uitzonderlijke eigenschappen. Keramische additieven verhogen de thermische stabiliteit zonder de verwerking negatief te beïnvloeden. Met halogeenvrije vlamvertragende apparatuur wordt UL-94 V0 bereikt voor wanddiktes ≥0,4 mm - met 3D geprinte teststaven. De 3D-printer voor de proefstaven kwam erbij Ultimaker S5 gebruikt in combinatie met een CC 0.6 printer. Het bijbehorende drukprofiel is beschikbaar op de Cura Marketplace voor de Ultimaker S5 en binnenkort ook voor de Ultimaker S3. Materiaal en filament zijn ook op andere printers te gebruiken.

Door zijn elektrische isolatie-eigenschappen is het materiaal geschikt voor toepassingen in Elektrisch en elektronica en waar vlambestendigheid belangrijk is. Het materiaal heeft geen verwarmde drukkamer nodig. Componenten kunnen zonder vervorming worden geprint. HIPS en PVOH kunnen worden gebruikt als ondersteunende materialen.

Aluminiumlegering voor vliegtuigonderdelen

01.09.2020 | Honeywell en SLM-oplossingen een groot succes als onderdeel van hun ontwikkelingspartnerschap voor de kwalificatie van aluminium componenten met hogere laagdiktes. Nieuw ontwikkelde parametersets voor de aluminiumlegering F357 leidde tot aanzienlijk verbeterde materiaaleigenschappen.

Naar de post

---

Filamenten voor 2-componenten 3D-printen in één stap

22.06.2020-3-XNUMX | “Steeds meer ontwerpers vroegen ons de afgelopen jaren of het mogelijk is om onderdelen te XNUMXD printen gemaakt van verschillende kunststoffen om speciale eigenschappen te bereiken", zegt Tom Krause, hoofd Additive Manufacturing bij igus. Met 2-componenten 3D-printen (2K), b.v. B. Combineer tribofilamenten met koolstofvezelversterkte filamenten. Het resultaat is niet alleen een bijzonder slijtvast onderdeel, het is ook extreem belastbaar.

Naar de post

 

Vloeibare materialen voor industriële productie van vloeibare additieven

10.03.2020/XNUMX/XNUMX | Voor aanbiedingen voor vloeibare additive manufacturing Delo nieuwe mogelijkheden met de verdere ontwikkeling van zijn vloeibare materialen. Deze hoogwaardige materialen zijn transparant of flexibel en kunnen in één drukproces worden gecombineerd. Bovendien hechten ze betrouwbaar en zijn ze isotropisch sterk in alle drukrichtingen. De vloeibare materialen zijn met name geschikt voor 3D-printen in de auto- en Micro-elektronica. Delo heeft deze hoogwaardige materialen speciaal voor de industrie gemaakt 3D Print verder ontwikkeld. Deze lichtuithardende epoxyharsen zijn op maat gemaakt en worden beschikbaar gesteld op basis van een breed productportfolio.

Goede combineerbaarheid van de vloeibare materialen

Vanwege de vergelijkbare chemische basis kunnen de functionele vloeibare materialen worden gebruikt voor de Productie van vloeibare additieven combineren zeer goed met elkaar en vertonen een goede hechting aan elkaar. Dit maakt ze ideaal voor de materiaalmix. Zo kunnen harde en flexibele materialen in één drukproces worden gebruikt. In de 3D printer er zijn verschillende doseerkoppen geïnstalleerd die de respectievelijke vloeibare materialen toepassen volgens gedefinieerde parameters. Afhankelijk van de doseerapparatuur zijn constructies met wanddiktes van minder dan 500 µm mogelijk. Voor complexe constructies met overhangen of ondersnijdingen kunnen gebruikers een wateroplosbaar ondersteuningsmateriaal gebruiken.

---

3D-printer voor additive manufacturing

---

de Dosis de functionele materialen vinden plaats bij kamertemperatuur. Het is dus niet nodig om het materiaal of de installatieruimte op te warmen. Uitharden vindt plaats met UV-licht, waarbij enkele seconden voldoende zijn om de uiteindelijke sterkte te bereiken. Dit zorgt voor een eenvoudig proces en energiebesparing.

Archief voor nieuws over 3D-printmaterialen

• 3D-afdrukmateriaal met zelfdovende eigenschappen
• Fotopolymeer voor uiterst nauwkeurig 3D-printen bij meer dan 250 °C
• Flexibel materiaal op PU basis voor gedetailleerde 3D druk
• Polypropyleen voor het 3D-printen van robotgrijpers
• 3D-afdrukken vervangt uitgebreid investeringsgieten
  
  

3D-afdrukmateriaal met zelfdovende eigenschappen

11.06.2019 | Markeer3D presenteert het nieuwe zelfdovend materiaal "Onyx FR". Markforged ontwikkelde het vlamvertragende materiaal, dat kan worden versterkt met een verscheidenheid aan continue vezels, waardoor nieuwe toepassingsgebieden werden geopend in de lucht- en ruimtevaart-, defensie- en auto-industrie.

Onyx FR heeft een V-0-goedkeuring en onderscheidt zich daarom van conventionele materialen die worden gebruikt voor additive manufacturing. De gebruikelijke 3D-geprinte kunststoffen branden, terwijl Onyx FR zelfdovend is. De componenten die zijn vervaardigd met Onyx of Onyx FR bieden een enorme stabiliteit, een zeer goede printkwaliteit en een hoogwaardig oppervlak. Wanneer ze zijn versterkt met doorlopende koolstofvezels, zijn deze componenten zo sterk als aluminium van vliegtuigkwaliteit, maar dan met de helft van het gewicht.

Onyx FR vormt een aanvulling op Markforged's brede portfolio van industrieel metaal en Composieten. Het cloudgebaseerde softwareplatform van Markforged, Eiger, maakt het voor klanten gemakkelijk om een ​​onderdeel te ontwerpen, hun materialen te kiezen en eenvoudig overal vandaan te printen. Onyx FR is nu beschikbaar voor alle nieuwe en bestaande Markforged-klanten met een X-Series 3D-printer.

Fotopolymeer voor uiterst nauwkeurig 3D-printen bij meer dan 250 °C

26.09.2018-3-XNUMX | Vooral voor het XNUMXD-printen van kunststof spuitgietmatrijzen is een combinatie van hoge fabricagenauwkeurigheid en goede materiaaleigenschappen vereist. Met Hot Lithography-technologie kubieke meter een stereolithografisch proces, dat viskeuze fotopolymeren uiterst nauwkeurig verwerkt bij sterk verhoogde structureringstemperaturen tot 120 °C.

Bedrijfstemperaturen van boven 250°C zoals bij spuitgietmatrijzen, vormen een grote uitdaging voor veel additief vervaardigde kunststofcomponenten.De huidige oplossingen zijn bijzonder beperkt in termen van levensduur en levensduur en kunnen daarom slechts in beperkte mate worden gebruikt voor productiedoeleinden. Met hete lithografietechnologie kunnen additief vervaardigde componenten met hoge precisie worden vervaardigd uit hittebestendig fotopolymeer.

De hoge printtemperatuur maakt het gebruik van hoogviskeuze chemische bouwstenen mogelijk die voorheen niet stereolithografisch verwerkbaar waren, wat het scala aan materialen in 3D-printen aanzienlijk uitbreidt. Het nieuwe fotopolymeer biedt een Sterkte van >70 MPa en een hittebestendigheid van >250 °C. Andere voordelen van het nieuwe Cubicure-materiaal zijn een goede chemische weerstand en goede brandeigenschappen. Naast de productie van gereedschappen is er ook een breed scala aan nieuwe toepassingen in de elektronica-, automobiel-, ruimtevaart- en andere industrieën.

Flexibel materiaal op PU basis voor gedetailleerde 3D druk

23.08.2017 | creabis print nu het flexibele PU-gebaseerde materiaal TPU Crea 90A op de Formiga P100 met indrukwekkende details. Dit lasersintersysteem is met name geschikt voor voordelige kleine series en producten met complexe geometrieën en kleine afmetingen.

Het natuurlijke witte materiaal basis van polyurethaan voor 3D-printen kan worden ingebouwd in flexibele onderdelen die prettig aanvoelen en heeft een shore-hardheid van 90A. Daarnaast is het ook bij kou zeer flexibel, slagvast en slijtvast. Chemische en verouderingsbestendigheid is goed. Het reageert goed onder druk- en trekvervorming en is temperatuurbestendig tot 80 °C.

PU-materiaal met verbeterd oppervlak

Omdat het bouwproces met Laagdiktes van 0,1 mm plaatsvindt, hebben de componenten een duidelijk verbeterde oppervlaktekwaliteit. De detailresolutie in het bereik van 0,7 mm is erg goed. Het materiaal kan gekleurd en gelakt worden. Met de snellere beschikbaarheid dan voorheen kan de levertijd minder dan drie werkdagen bedragen. Componenten gemaakt van TPU Crea 90A hebben de zgn droge grip en zijn bijzonder geschikt voor afdichtingen en afdichtprofielen, balgen en buisverbindingen, panelen en inlaatspruitstukken, evenals onderdelen met rubberachtige of zacht aanvoelende oppervlakken.

Polypropyleen voor het 3D-printen van robotgrijpers

05.11.2015 | Lehmann + Voss ontwikkelt en verkoopt ook materiaaloplossingen voor industrieel 3D-printen onder de merknaam "Luvosint". Dit verandert fundamenteel de manier waarop consumenten- en industriële goederen worden geproduceerd en op de markt worden gebracht. De polypropyleen (PP) Luvosint 65-8824 voor lasersinteren is ontwikkeld volgens de vereisten van LMD's robotgrijpers.

De individuele grijper- en zuignapoplossingen van de aanbieder zijn exclusief via laser sinteren vervaardigd. Luvosint 65-8824 biedt nu nieuwe toepassingsmogelijkheden. De lage soortelijke dichtheid van het polypropyleen resulteert in een gewichtsbesparing van 10% in vergelijking met PA12, wat een belangrijke factor is voor snelle robottoepassingen.

De hoogte taaiheid van het materiaal maakt de constructie van ruimtebesparende persluchtaangedreven actuatoren mogelijk. Het materiaal neemt geen vocht op en wordt dus niet bros door droge perslucht. Tegelijkertijd wordt microbiële groei in voedseltoepassingen vermeden. De buitengewone chemische weerstand van PP maakt ook robottoepassingen in agressieve atmosferen of media mogelijk.

3D-afdrukken vervangt uitgebreid investeringsgieten

15.05.2014-XNUMX-XNUMX | Tot nu toe konden complexe componenten zoals waaiers alleen in kleine hoeveelheden worden geproduceerd met behulp van het investeringsgietproces, dat zeer tijdrovend en duur was. Het bewijst dat het vandaag anders kan Schmolz + Bickenbach Guss Group: Hier wordt de 3D-printtechnologie van Voxeljet geprefereerd voor de productie van verloren gegane modellen en zet daarmee maatstaven op het gebied van kostenefficiëntie en productietijd.

Investeringen gieten met 3D bedrukte plastic modellen

Of het nu in de auto-industrie of in de machinebouw is - de fabricage van complexe componenten, waaronder waaiers, versnellingbehuizingen e.d. in seriegrootte 1 of in kleine series dienen snel en economisch te gebeuren. Het investeringsgietproces in de klassieke versie vertoont hier zwakke punten. In aanvulling Thomas Peip, hoofd investeringsgieten op de locatie van Schmolz+Bickenbach Guss GmbH in Ennepetal: “Het probleem ligt in de complexe productie van de vereiste wasmodellen. Hiervoor zijn dure spuitgietgereedschappen en waspersen nodig. Vooral bij kleine series hebben de gereedschapskosten een grote impact en resulteren ze in een zeer hoge stuksprijs.”

3D-printtechnologie kan daarbij helpen. Op moderne 3D-printers van de leverancier uit Augsburg kunnen kunststof modellen snel, nauwkeurig en goedkoop worden geproduceerd. Dit PMMA-modellen kan wassen modellen honderd procent vervangen. De productie van de plastic modellen in 3D-printing is uiterst eenvoudig, nauwkeurig en snel. Hiervoor is geen gereedschap nodig Digitaal printen op basis van de CAD-gegevens van het onderdeel. De 3D-printer neemt de constructie van het model over met behulp van de aangepaste printgegevens in het lagenconstructieproces.

In recordtijd naar het 'verloren' model

Op de nieuwste printers slaagt de productie van een plastic model voor een Francis waaier met een diameter van 500 mm in minder dan 24 uur. Het gebruikte materiaal is PMMA, dat bij 73 °C zacht begint te worden en bij temperaturen boven 700 °C zonder resten brandt.

De componenten zijn daarom zeer geschikt als investeringsgietmodellen. De gietspecialist heeft al enkele jaren diepgaande ervaring met het 3D-printen van kunststof modellen: “In het verleden gebruikten we de modellen in de Voxeljet- Laat het servicecentrum afdrukken. De voordelen van 3D-printtechnologie en een steeds groter wordend aantal bestellingen waren voor ons aanleiding om in 2013 te investeren in een eigen printer.

Met onze VX1000 onderdelen van PMMA-materiaal kunnen wij in onze gieterij in de beschikbare ruimte van 1060 x 600 x 500 mm printen en daarmee gietstukken met een maximaal stukgewicht van 70 kg produceren. Hierdoor kunnen we onze klanten nog sneller en efficiënter ondersteunen”, zegt Thomas Peipp.

De modellen zijn gemaakt in gelaagdheid proces: Het plastic poeder wordt in een dunne laag op een bouwplatform aangebracht en vervolgens selectief bedrukt met een oplosmiddel. Het oplosmiddel leidt tot een plaatselijk beperkte hechting van de deeltjes aan elkaar. Door meerdere lagen aan te brengen en te printen ontstaat het gewenste object. De onbedrukte hoeveelheden poeder ondersteunen de bedrukte structuur, zodat zelfs gecompliceerde vrije-vormoppervlakken met ondersnijdingen zonder ondersteuningsstructuur kunnen worden geproduceerd.

Na het drukproces wordt het voltooide model bevrijd van restdeeltjesmateriaal en geïnfiltreerd met was. Hierdoor krijgen de kunststof modellen een gesloten en schoon oppervlak, wat een positief effect heeft op de kwaliteit van de onderdelen voor investeringsgieten beïnvloedt.

Plastic modellen vervangen waxinels

Het maakt niet uit of het een 3D-geprint plastic model is of een conventioneel vervaardigd model waxen, verder is de bediening precies hetzelfde. Na de ingangscontrole en de montage van het poortsysteem worden de eerste keramische coatings aangebracht. Daarna gaat het de oven in. Omdat de kunststof modellen al bij 73 °C zacht worden en daarbij krimpen, geen scheuren de keramische schaal. Als de temperaturen 700 °C en meer bereiken, branden de vormen volledig en zonder resten achter te laten. Het eenmalig gebruik van het model verklaart waarom we spreken van verloren modellen. 

Voordat de gloeiend hete staal- of aluminiumlegeringen in de schaalvormen worden gegoten, moeten ze worden uitgeblazen. Het is niet nodig om de mallen uit te wassen. Na afkoeling moeten de schaalvormen en de giet- en toevoersystemen worden verwijderd, scherpe randen worden ontbraamd en eventuele ongewenste oppervlaktedefecten worden geëlimineerd. Tot slot staan ​​niet-destructieve testen en maatcontroles op klantspecificatie op de agenda.

"Ongeacht of het gaat om een ​​prototype, een uniek stuk of een kleine serie - 3D-printtechnologie maakt de eenvoudige en kosteneffectieve productie mogelijk van zeer complexe ontwerp- en investeringsgietmodellen in de kortst mogelijke tijd. Een enorm voordeel voor ons investeringswielen en vooral voor onze klanten”, besluit Thomas Peipp.

Veel gestelde vragen

Wat is een gloeidraad?

Een filament verwijst meestal naar een dunne draad of vezel gemaakt van een specifiek materiaal. De term wordt het meest gebruikt in verband met 3D-printmateriaal. A 3D-printerfilament wordt gebruikt om gedrukte componenten te maken. Het is een langwerpige spoel of rol gemaakt van een thermoplastisch materiaal zoals PLA-filament of ABS-filament. Het filament wordt in de 3D-printer gestoken en door een verwarmd mondstuk geleid waar het smelt en vervolgens laag voor laag wordt aangebracht totdat het gewenste object is gemaakt. Filamenten zijn er in verschillende kleuren en materialen. Naast de bovenstaande kunststoffen zijn er ook filamenten gemaakt van Nylon, PETG, TPU en vele andere materialen zoals Metalen en zelfs hout. Buiten 3D-printen omschrijft de term filament een dunne draad of vezel voor gebruik in b.v. in elektronica, lichttechniek of de textielindustrie.

Welke kunststoffen kan een 3D-printer printen?

Onder de veelgebruikte kunststoffen omvatten PLA (polylactide) en ABS (acrylonitrilbutadieenstyreen). Beide bieden een goede bedrukbaarheid en stabiliteit. PLA is milieuvriendelijk en biologisch afbreekbaar, terwijl ABS sterker is en bestand is tegen hoge temperaturen. Daarnaast kunnen 3D-printers ook nylon, PETG (polyethyleentereftalaatglycol) en TPU (thermoplastisch polyurethaan) verwerken tot objecten met flexibele of duurzame eigenschappen. Andere opties zijn polycarbonaat, PVA (polyvinylalcohol) voor ondersteunende structuren en speciale kunststoffen zoals metaalcomposietfilamenten geladen met metaaldeeltjes. De keuze van de juiste kunststof hangt af van de specifieke eisen van het geprinte object, zoals sterkte, flexibiliteit, temperatuurbestendigheid of zelfs elektrische geleidbaarheid en nog veel meer.

Welke metalen kan een 3D-printer printen?

Sinds enige tijd kunnen 3D-printers ook metalen printen, heet dat Metaal 3D printen of Additive manufacturing met metalen verwezen naar Als. Het maakt gebruik van metaalpoeders die in lagen worden aangebracht en vervolgens worden versmolten met een laser of een andere energiebron. De meest voorkomende metalen die kunnen worden geprint met metalen 3D-printers zijn roestvrij staal, aluminium, titanium en nikkellegeringen zoals Inconel. Roestvrij staal wordt veel gebruikt en biedt een goede sterkte en corrosiebestendigheid. Aluminium wordt gekenmerkt door zijn lichtheid en hoge thermische geleidbaarheid. Titanium staat bekend om zijn hoge sterkte, lichtheid en biocompatibiliteit en wordt veel gebruikt in de medische technologie. Nikkellegeringen zoals Inconel bieden een hoge weerstand tegen hitte, corrosie en vermoeidheid en worden vaak gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie. Het komt er momenteel steeds meer bij 3D printen van meerdere materialen.

Bron: Dit artikel is gebaseerd op informatie van de volgende bedrijven: Bieglo, Cubicure, Delo, Evonik, Formlabs, Igus, Lehmann & Voss, Mark3D, Schmolz & Bickenbach, Voxeljet.

Auteurs informatie