A 3D fémnyomtatás különleges gyártási lehetőség a prototípus, pótalkatrész vagy ékszer készítés területén. De ennél sokkal több van ebben az additív gyártási eljárásban.
Mi teszi különlegessé ezt az utóbbi években nagyot fejlődött gyártási módszert? A legnagyobb valószínűség szerint az, hogy relatív gyorsan, a műszaki elvárásoknak megfelelő alkatrész megalkotására képes. Még olyanra is, ami más gyártástechnológia alkalmazásával nem jöhetne létre. Erős és könnyű alkatrészek létrehozására született, ami kevesebb gyártási átfutási idővel és kevesebb energia felhasználásával jár. De pontosan mik ezek a módszerek, és melyik mire jó?
Talán nem mindenki előtt ismert, hogy a 3D fémnyomtatásra több működő és bizonyított módszer létezik, az asztali méretben megvalósítottól, az ipari közeget igénylőig. Az pedig, hogy melyik cég milyet választ attól függ, milyen végeredményt vár el, vagy milyen költségvetésből dolgozik.
Jöjjenek hát a 3D fémnyomtatási eljárások típusai, fő jellemzői és előnyei.
3D fémnyomtatási eljárások típusai
Szelektív lézer szinterezés – SLS (Selective Laser Sintering)
A szelektív lézer szinterezés az additív gyártási eljárások családját szélesíti. A működésének lényege, hogy a lézer szinterezéssel éri el, hogy a porszerű fém tömör szerkezetté álljon össze. Alapjaiban hasonlít a szelektív lézer olvasztáshoz (SLM), a lézer fém fúzióhoz (LMF) és a közvetlen fém lézer szinterezéshez (DMLS), de technikai részleteiben eltér ezektől.
SLS technológiával használható anyagok
- hőre lágyuló műanyagok
- fémötvözetek
- kerámiák
Az SLS technológia előnyei:
A 3D nyomtatási eljárások közül talán a legmegfelelőbb azokra az alkalmazásokra, ahol erős és tartós alkatrészek létrehozása a cél, mint például az autóipar. Ugyanakkor el kell mondani, hogy az eljárás időigényes és nagyon gondos CAD előkészítést igényel.
Szelektív lézer olvasztás – SLM (Selective Laser Melting)
A működési elv nagyon hasonlít az előbbihez azzal a különbséggel, hogy itt a nagy teljesítménysűrűségű lézer olvasztja össze a leterített fémport. Az SLM a legtöbbet használt 3D fémnyomtatási eljárás, ami elsősorban a gyorsaságának köszönhetően kiemelkedik az additív gyártási technológiák közül.
SLM technológiával használható anyagok
- réz
- alumínium
- rozsdamentes acél
- szerszámacél
- kobalt-króm
- titán
- volfrám
Az SLM technológia előnyei:
Köszönhetően abbéli képességének, hogy nagyon könnyű anyagok is létrehozhatók vele, tökéletesen alkalmazható orvosiparban, implantátum gyártásban. De megállja a helyét a repülőgépgyártás, a fogászati ipar és a szerszámgyártás világában is.
Gyors eljárás, így a prototípusgyártásban nagyon kedvező a megítélése. Nem igényel speciális szerszámokat.
DED – Directed energy deposition
Ennek az additív gyártási eljárásnak nincs, vagy nincs igazán jó hazai elnevezése. Leginkább az “irányított energiával végzett felépítés” kifejezés írja le a folyamatot. Ennek a lényege, hogy a fókuszált lézersugárba érkezik maga a fémpor és az azt összetartó segédanyag, ami aztán megolvad.
A gyártás során nincs por szétterítési lépés, és ez a legszembetűnőbb különbség az eddigiekhez képest.
DED technológiával használható anyagok:
- alumínium
- réz
- titán
- rozsdamentes acél
- szerszámacél
- acélötvözetek
A DED technológia előnyei:
Megfelelő additív gyártási eljárás abban az esetben ha egy alkatrész erősítésre, javításra szorul, vagy direkt megmunkálásra. Használják például melegalakító szerszámok javítására, de implantátum gyártásra is.
LMD – Lézerrel végzett fém felépítés (Laser Metal Deposition)
Ez az innovatívnak számító additív gyártástechnológia hasonlít ugyan a szinterezés vagy olvasztás eljárásaihoz, egy fontos eltérés mégis van. Ez pedig az, hogy már megmunkált alkatrész módosítására is képes, és nincs fémpor terítés, csak irányított felépítés. A “nyomtatás” során állandó a fémpor áramlása, ami közvetlenül a felépítési területre, azaz a lézer fókuszába kerül.
LMD technológiával használható anyagok:
- vas
- kobalt vagy nikkel bázisú ötvözetek
- keményfém
- porszórt fémek
Az LMD technológia előnyei:
Az LMD alkalmas bevonat készítésére már elkészült alkatrészeken, vagy sérült, selejt gyártmányok javítására. De használható a teljes termék gyártására is. A repülőgépipar, energiaipar, petrokémiai iparágak és az autóipar is alkalmazza ezt az additív gyártástechnológiai eljárást. Maga az eljárás alkalmas egyedi ötvözetek létrehozására.
A hosszú gyártási átfutási idők, a megnövekedett nyersanyag és emberi erőforrás árak és a világ egyre rövidebb reakció időt követelő igényei mind arrafelé tolják az ipari szereplőket, hogy alternatív megoldásokban találják meg a célhoz vezető utat. A 3D fémnyomtatás az elmúlt évek leggyorsabban fejlődő területe az iparban. Még a robotizálás sem fejlődött akkorát, mint az additív gyártási eljárások a fémiparban.
Az a tévhit, hogy pontatlan, vagy lassú, már megdőlt. Az pedig, hogy költséges, ugyan valamelyest tartja még magát, de a technológia elterjedésével ez hiedelem is megdől éveken belül. Az additív gyártási eljárások megérkeztek az iparba, és egyre inkább alkalmassá válnak nem csak a prototípus, de a kis és nagy szériás gyártás elvárásainak való megfelelésre is.
GépészPresszó
