Digital learning

Binderjet-teknologien i hjertet af Desktop Metals shop- og produktionssystemer giver producenterne mange fordele. For eksempel kan man hurtigt producere komplekse dele uden værktøj til at skabe fine detaljer, eller printe hundredvis eller endda tusindvis af dele i en enkelt printkørsel uden behov for værktøj. De resultater, vi er glade for at dele, er helt klare: binderjet-dele giver mange fordele for metalindustrien. I denne blog vil vi fortælle dig mere om dem.

Materialeegenskaber for binderjet-dele

Materialegenskaberne for selve delene er måske det vigtigste. Begge systemer printer dele, der opfylder eller overgår ASTM (American Society for Testing and Materials) og MPIF (Metal Powder Industries Federation) standarder. Især med hensyn til nøgleegenskaber som styrke, formbarhed og hårdhed. Det gør dem ideelle til alle slags anvendelser: fra smykkefremstilling til tung industri.

Det er muligt at opnå disse uovertrufne egenskaber, fordi den komprimeringsteknologi, der anvendes i både værksteds- og produktionssystemerne, er baseret på de veletablerede og velforståede processer, der anvendes i konventionel pulvermetallurgi og især i metalsprøjtestøbning (MIM).

MIM-grundlaget for binder jetting er afgørende, fordi det afkobler formen på delene fra deres metallurgi. Emnerne formes på printeren med pulvere, der er let tilgængelige, fordi de ligner gasatomiserede MIM-pulvere. Delene bindes og komprimeres derefter under sintringen, præcis som MIM-dele. Det giver producenterne mulighed for at skabe stort set enhver geometri med fremragende egenskaber for de resulterende dele.

[Isotropisk mikrostruktur]
17-4PH trykt på produktionssystemet

Adskillelsen mellem, hvordan delene formes, og deres metallurgi er en vigtig forskel fra andre 3D-printmetoder, især laserbaserede metalsystemer.

Disse systemer bruger højeffektive lasere til at smelte metalpulver og efterlader spor af formningsmetoden. Kornstrukturen i pulversmeltede dele har ofte en kornstruktur på grund af den retningsbestemte størkning af delen. Desuden kan gentagne opvarmnings- og afkølingscyklusser og temperaturgradienten på tværs af et emne også have en enorm indflydelse på emnets mekaniske egenskaber. De kan også give anledning til restspændinger, der kan påvirke både dimensionelle og mekaniske egenskaber. Legeringer, der gennemgår faseovergange (som f.eks. overgangen fra austenit til ferrit i kulstof- og værktøjsstål), kan udvise særligt høje restspændinger og deformationer, hvis en del af emnet er under overgangstemperaturen, mens en anden del er over overgangstemperaturen. For at modvirke dette kræver pulverbed-fusionsdele ofte spændingsreducerende processer for at reducere de opbyggede spændinger i delen på grund af denne uensartede temperaturproces.

Til sammenligning opvarmes og afkøles binderjet-delene jævnt under sintringen, hvilket giver en meget mere homogen struktur, der er fri for restspændinger. Et tværsnit af et emne viser ensartet kornstørrelse og -form, uanset retning. De mekaniske egenskaber i X-Y-Z kan være meget ensartede, som vist i figuren nedenfor. Disse stænger blev testet med bearbejdede overflader.

[Mekaniske egenskaber]
17-4PH af produktionssystemet

Styrke og formbarhed af komponenter til bindemiddeludstødning

To vigtige egenskaber for dele til slutbrug, styrke og formbarhed, sikrer, at delene ikke kun kan modstå de kræfter, de udsættes for, men – hvis det er nødvendigt – også kan deformeres elastisk (træk og bøjning), før de bryder sammen.
[Materialeegenskaber]
I test overgår både sintret og varmebehandlet binderjet-sprøjtet 17-4PH rustfrit stål MPIF-standarderne.

[Elasticitet]
Især Desktop Metal binder-jetted 17-4PH viste betydeligt mere elasticitet end metalsprøjtestøbte dele. Denne duktilitet kan være ekstremt fordelagtig til forskellige anvendelser.

Metalringene i en faldskærm er et godt eksempel på, hvorfor begge egenskaber er vigtige for metaldele. De skal naturligvis være stærke nok til at modstå de kræfter, der opstår, når faldskærmen åbnes, og bærerens vægt. Men deformerbarhed giver ringene større forlængelse ved højere belastninger. Det gør det muligt at bruge ringene under mere ekstreme forhold.