Wat is 3D metaalprinten?

Bijgewerkt op: okt 10

Maak kennis met de wereld van 3D metaal printen. Ontdek de verschillende technieken, wat je ermee kunt doen,

Metaal 3DPrinter

Working With Metal

3D metaal printen is een vorm van Additive Manufacturing (AM). Op basis van een digitaal

ontwerp wordt een driedimensionaal model van metaal laag voor laag (layer) opgebouwd. Door middel van deze laagopbouw kun je complexe geometrieën realiseren die niet mogelijk zijn met traditionele technieken zoals verspanen, gieten en smeden. Denk bijvoorbeeld aan samenstellingen zonder assemblage, lichtgewicht onderdelen en onderdelen met interne kanalen.Het is bij 3D metaal printen wel van belang dat je ontwerp is gecreëerd met behulp van 3D CAD ontwerpsoftware zoals solidworks Alleen zo kun je optimaal profiteren van de vormvrijheid die 3D metaalprinten biedt, dus het maken van complexe geometrieën. Het ontwerpen voor 3D printen noemen we Design for Additive Manufacturing (DfAM).


Wat doet een 3D metaalprinter?

Een 3D metaalprinter bouwt op basis van een digitaal 3D ontwerp een model op door het materiaal laag voor laag aan te brengen. Vervolgens worden die lagen met elkaar verbonden. Hierdoor kun je heel complexe geometrieën realiseren.


Metal lagen


Welke technieken zijn er in 3D metaalprinten?

Je hebt op dit moment (februari 2021) vier metaalprinttechnieken die het meest worden toegepast. Dat zijn metaal Direct Metal Laser Sintering (DMLS), Selective Laser Melting (SLM), BDM (Metal Extrusion) en Binder Jetting. Het merk Desktop Metal maakt gebruik van de twee laatstgenoemde technieken.

Elke techniek heeft een eigen printproces om een model op te bouwen. Daarbij wordt altijd gewerkt met supportstructuren om ervoor te zorgen dat een model laag voor laag kan worden opgebouwd.

Bij DMLS en SLM moet je de supportstructuren weghalen door machinale nabewerking(bijvoorbeeld draadvonken, zagen en schuren). Bij Metal Extrusion heb je een keramieken tussenlaag waardoor je het onderdeel makkelijker van het support af kunt halen. En bij Binder Jettinggebruik je een anti-sintering agent.

Tijdens het 3D metaalprinten heb je meestal te maken met warmte tijdens het printproces. Het model wordt laag voor laag opgebouwd en verwarmd. De bovenste laag is het meest recent gemaakt en dus veel warmer dan de onderste laag die eerder is gemaakt en al is afgekoeld. Het gevolg is dat er spanning ontstaat in het materiaal van het model zodat je machinaal moet nabewerken. Echter, bij de metaal printtechniek van Desktop Metal komt de warmte pas aan het einde van het 3D printproces (sinteren). Je hebt hierdoor geen of minimale spanning en dus geen uitgebreide machinale nabewerking nodig. Dat scheelt veel tijd.



Welke materialen zijn er voor 3D metaalprinten?

Metaalprinters maken gebruik van de metaalpoeders uit de MIM (Metal Injection Moulding) industrie. Toegepaste metaalsoorten zijn:

  • Aluminium

  • Gereedschapsstaal (tool steel)

  • Chromoly (voluit: chroom-molybdeenstaal)

  • Roestvrij staal (RVS) / Stainless steel

  • Titanium

  • Inconel (= merk nikkellegering)

  • Koper

  • Alloy

De metaal soorten hebben ook een type aanduiding waarmee de legering wordt aangegeven. Bijvoorbeeld: 17-4 PH roestvrij staal en H13 gereedschapsstaal.

De keuze voor een metaalsoort is afhankelijk van de toepassing. Heb je metaal nodig dat vooral slijtvast moet zijn, dat goed kan tegen herhaaldelijk verhitten en koelen en/of corrosiebestendig is?

Hieronder vind je een aantal voorbeelden

In een industriële omgeving waar hoge eisen worden gesteld aan de sterkte van onderdelen als kleppen en bevestigingsmiddelen, kies je voor gehard staal. Een voorbeeld daarvan is 17-4 PH roestvrij staal.