Van de produktie van metaalpoeder tot de recycling ervan in de additieve produktie
Metaalpoeder is de grondstof voor veel additieve fabricageprocessen. De kwaliteit ervan en de handhaving van de technische specificaties in de loop van de tijd zijn essentieel om de mechanische eigenschappen van de onderdelen te garanderen. Van de produktie door gasverstuiving tot het inert maken en recyclen van de opslag, de gasoplossingen van Air Liquide helpen je de hoge kwaliteit van je metaalprodukten te garanderen.
- Initiële poederkwaliteit en na verloop van tijd
- Gas implementatie expertise
- Veiligheid
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.
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.
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.
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 uurProductie van metaalpoeders door atomisatie
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