3D opbouwen van metaalproducten direct vanuit een CAD/CAM omgeving of puntenwolk Ook wel Additive Manufacturing genoemd Gebaseerd op Layer Technology

Transcriptie

1 3D opbouwen van metaalproducten direct vanuit een CAD/CAM omgeving of puntenwolk Ook wel Additive Manufacturing genoemd Gebaseerd op Layer Technology

2 Materialiseren van een virtueel ontwerp c.q. realiseren van een functioneel product met metaalpoeder Na conversie in een STL of IGIS file kan men de laserunit softwarematig aansturen Dit is al geruime tijd mogelijk met kunststoffen maar nu ook steeds meer met metalen Voorbeelden zijn o.a. roestvast staal, aluminium, gereedschapstaal, titaan, nikkellegeringen en goud

3 FDM Fused Deposition Modelling SLA Stereolithografie SLS Select Laser Sintering SLM Select Laser Melting LOM Laminated Object Manufacturing PLT Paper Layer Technology SGC Solid Ground Curing

4 Vooral complexe producten zoals matrijsinserts die gelijktijdig worden voorzien van koelkanalen Rapid prototypen en functionele producten met een kort time to market effect Onderdelen die met conventionele bewerkingstechnieken niet te realiseren zijn Onderdelen met een geringe serie Nagenoeg onbeperkte vrijheid in uit- en inwendige geometrie Grootte 630 x 400 x 500 mm (wordt snel groter)

5 Diameter laserstraal =0,2 mm Nauwkeurigheid +/- 50 µm Laagdiktes van 25 tot 100µm Dichtheid minimaal 99,7% Meerdere producten in een keer

6 Enige voorbeelden van roestvast staal producten gerealiseerd m.b.v. SLM

7

8 Select Laser Melting (links) en Select Laser Sintering (rechts) 100x

9 Gesinterde metalen producten zijn behoorlijk poreus SLM leidt tot functionele metalen onderdelen met hogere mechanische en isotropische eigenschappen Nabewerken is veelal gedeeltelijk nodig Roestvast staal ongeëtst V =200x Roestvast staal geëtst V = 200x

10 Goede waarden dankzij barricades in de matrix waar dislocaties op vastlopen Gaat ten koste van de rek en kerfslagwaarde waarde normaal na SLM rekgrens MPa treksterkte MPa rek % insnoering % kerfslag J/cm hardheid HB

11 Het laser eroderen met een laserstraal van 0,05 tot 0,1 mm Nauwkeurigheid van +/- 20 µm Laagdikte van 1-5 µm Resultaat is een zeer glad oppervlak Gewicht van het werkstuk maximaal 500 kg Nauwkeurigheid van het eroderen is circa 2,5x groter dan bij Select Laser Melting Belichtingsveld is 450 x 450 mm

12 Oppervlakte is relatief ruw en dat is afhankelijk van de poedergrootte Desgewenst kan men bepaalde delen van het oppervlak slijpen Voorts kan men (partieel): Ultrasonoor vijlen Micropeenen Trommelen Mechanisch bewerken Waterjet Blasten e.d.

13 Op een mechanisch bewerkt deel kan men verder gaan bouwen met SLM Dit betreft een gedeelte dat niet op een conventionele wijze gemaakt kan worden Indien metalen thermisch te versmelten zijn kan men kostbare legeringen uitsparen door alleen het kritische deel te vervaardigen met SLM Voorbeelden zijn Hastelloy, Monel of Inconel op roestvast staal of koolstofstaal

14

15 Medische sector zoals implantaten Automotive Luchtvaart Virtueel onderdelenmagazijn Instrumentatie Pompen Afsluiters en kleppen Gadgets en sieraden Digital Parts Transfer

16 Nagenoeg geen fysieke voorraden meer Het magazijn wordt vervangen door een virtueel magazijn Wel voorraad van diverse soorten roestvast staalpoeder Geen winkeldochters meer Ook desnoods op remote control basis Certificeren van het product

17

18 SLM functioneert nagenoeg onbemand Nagenoeg geen materiaalverlies omdat ongebruikt metaalpoeder teruggaat naar de voorraadcontainer Handelingen Programmeren SLM Ruw frezen Fijn frezen Elektrodefrezen Eroderen Finiseren/polijsten Totaal aantal uren Coventionele methode in uren SLM in uren 0,25 17, ,75

19 3D opbouwen zal deels steeds meer het gieten en smeden gaan vervangen Men heeft immers geen residuen, veel minder vervuiling, het werkt onbemand en men kan iedere gewenste geometrie zowel in- als uitwendig realiseren Er zijn geen gietmodellen of matrijzen meer nodig

20 18 karaats gouden manchetknopen Ook honingraat structuren om goud of platina uit te sparen Ook het scannen van bijvoorbeeld gezichten en daarna materialiseren M.a.w. custom made products

21

22