Poudre métallique en fabrication additive

Garantie voor de kwaliteit van je poeders

Het gasverstuivingsstadium van metaalpoeders vereist controle van de zuiverheid van het gebruikte gas om oxidatie te beperken, vooral van de meest gevoelige metalen zoals titanium. Evenzo beschermt een inerte atmosfeer de poeders tegen vocht en oxidatie tijdens opslag of recycling.

Gasverstuiving: een veeleisend proces

Gas is de kern van het atomiseringsproces, met drukken tot enkele tientallen bar, en temperaturen van enkele ºC.

Veiligheid

Afhankelijk van de warmtebehandelingen kunnen de in aanmerking komende atmosferen bijvoorbeeld waterstof, koolwaterstoffen  of uit te voeren methanol voor kernharden bevatten. Strikte naleving van de geldende veiligheidsvoorschriften is essentieel.

Gebruik van metaalpoeder 

Poeder is de bondgenoot van veel additieve fabricageprocessen. Air Liquide geeft je de technische specificaties van poeders voor industrieel gebruik.

Fabrication-Additive

Technische specificaties van metaalpoeders 

Veel industriële additieve fabricageprocessen maken gebruik van poeder: natuurlijk Powder Bed Fusion of door Selective Laser Sintering of Selective Laser Melting of door Electron Beam Melting, maar ook sommige Directed Energy Deposition processen.
De technische specificaties van metaalpoeders zijn over het algemeen strak en hangen uiteraard af van de eisen van de eindgebruiker. Er zijn verschillende sleutelfactoren:

  • De met de metallurgie samenhangende chemische samenstelling heeft vaak een laag oxidatiegehalte: vooral bij titaanlegeringen die op de vraag van de lucht- en ruimtevaart of de medische industrie berusten, of nikkelbasen.
  • Een deeltjesgrootteverdeling  (PSD) fijn) aangepast aan het proces (meestal gecentreerd rond 40µm voor SLM, 80µm voor EBM) - en aan de bedrijfseisen, compromis tussen productiviteit en eindtoestand van het oppervlak verbeterd door fijnere poeders.

Poeder morfologie: een vormfactor zo dicht mogelijk bij de bol, de afwezigheid van satellieten

Sommige van de specificaties hebben betrekking op macroscopische proeven, zoals het meten van dichtheid of vloeibaarheid, andere vereisen microscopisch onderzoek.

Additive Manufactoring - powder use

Gasvormige verstuiving

Gasvormige verstuiving is het meest gebruikte proces om metaalpoeders te maken voor additieve produktie. Er bestaan verschillende technologieën (EIGA, VIGA, Plasma) maar zoals de naam al doet vermoeden gebruiken ze allemaal gas!
Een gasstraal onder hoge druk - argon of stikstof, afhankelijk van het materiaal - verstuift kleine druppeltjes van een vloeibaar metaal.
Alleen door het juiste gas te gebruiken kun je je produktiedoelen bereiken met de vereiste kwaliteit. Druk - enkele tientallen bar -, zuiverheid, temperatuur - tot enkele honderden graden - zijn kritisch, bijvoorbeeld om specifieker te zijn op kleine granulometrieën.

Additive manufactoring installation

Opbergen en recyclen

Bovendien kunnen de fijne deeltjesgrootte en de reactiviteit van sommige materialen, zoals aluminium of titanium, een explosief gevaar opleveren, dat naast maatregelen ter bescherming van het personeel ook maatregelen ter voorkoming van ontvlambaarheid vereist.
Bij de behandeling van metaalpoeder, van transport tot opslag, ontpoederen of zeven na het bedrukken, hebben poeders dus een beschermende inerte atmosfeer nodig, die ook beschermt tegen ongewenste oxidatie en het oppikken van vocht.
De nieuwe ASTM / ISO 52907 norm beveelt aan de poeders inert te maken. Afhankelijk van het materiaal kan Argon of Stikstof gebruikt worden.

De deskundigheid van Air Liquide helpt je de beste installatie te kiezen die aan je behoeften voldoet.

Air Liquide levert gassen met de vereiste zuiverheid voor elke toepassing van additieve produktie.

 

  Fase Proces Moleculen Gasdichtheid
Metalen Gasverstuiving Metaalpoederproductie Ar voor hoge intensiteit legeringen
zoals titanium
Zeer hoog
Additieve fabricage Selectief Lasersmelten (SLM) Ar, N2 Medium
EBM proces He Zeer laag
Draadboog Additive Manufacturing (DED) Ar en Ar mengsels Hoog
Laser Metal Deposition (DED) Ar Bodem tot boven
Bindmiddel Jetting (sinteren) Ar-H2, N2 Mix Medium
Metaalpoederbeheer
(logistiek, opslag, screening)
Ar, N2 Laag
Postbehandeling Hittebehandeling (temperen) Ar, N2 Medium
Het warme isostatische persen Ar Hoog
Onderdelen schoonmaken droogijsreiniging
Of superkritische C02 (te overwegen)
Laag
Andere materialen
(polymeren)
Toevoegbare fabricage SLM proces N2 (generatoren overwegen) Laag
Draadextrusie N/A N/A

Gassen tijdens het hele proces van additieve vervaardiging

Het belangrijkste gas dat voor de fabricage van metalen onderdelen gebruikt wordt is argon, maar afhankelijk van de materialen en processen kan ook stikstof of helium gebruikt worden. Deze gassen moeten natuurlijk onder gecontroleerde veiligheidsomstandigheden (b.v. gevaar voor anoxie) gebruikt worden, in een professionele omgeving.

Een vraag over metaalpoeder bij additieve vervaardiging? Vul ons contactformulier in

Onze experts antwoorden je binnen 24 uur

Productie van metaalpoeders door atomisatie

Production de poudres métalliques par atomisation

De "directe fabricage" kanalen (sinteren, MIM, additieve fabricage,...) zijn gebaseerd op het gebruik van metaalpoeders met specifieke eigenschappen.

De poeders worden verkregen door gasverstuiving (argon, stikstof, helium) in installaties waar de gassen onder hoge druk worden ingespoten, veel hoger dan de gebruikelijke verdeeldruk.

Air Liquide grijpt dan in:

  • Vanaf de voorprojectfase het algemene schema van de installatie bepalen
  • En zorg voor een installatie die aan de productie-eisen voldoet