Fémporok „3D nyomtatása”

Az oldalt rendszeresen olvasók már több cikkben olvashattak a Rapid Prototyping technológiák fémporokkal üzemelő változatáról (DMLS, SLM). Valószínűleg kevesen tudják, hogy ilyen berendezés már több mint egy éve üzemel a győri Széchenyi István Egyetemen.

Technológia

A DMLS (Direct Metal Laser Sintering) technológia segítségével 3D modell alapján tudunk funkcionális alkatrészeket felépíteni gyors és egyszerű módon szerszámok nélkül. A felépítés során rétegről-rétegre terített porszemcséket olvasztunk össze egy koncentrált, nagy energiájú pásztázó lézernyaláb felhasználásával.

Az alábbi rövid videón megtekinthető a berendezés és az építési folyamat.

Berendezés

EOSINT M270A technológiában rejlő piaci lehetőségeket talán jól szemlélteti, hogy napjainkra már több mint tíz gyártó készít az előbb leírt elven működő, lézeres prototípusgyártó gépeket. A piacvezető gyártó és legjelentősebb fejlesztő a német EOS GmbH. Egyetemünkön az EOS cég EOSINT M270 típusú lézer szinterező berendezés került telepítésre. A felhasználó számára legfontosabb paraméter az építési munkatér, amely 250x250x215 mm. A lézer teljesítmény 200W a minimális építési rétegvastagság pedig 20 µm.

 

 

Fémporok választéka

A technológiával feldolgozható fémporok választéka több iparág igényét is kielégíti. A teljesség igénye nélkül kereskedelmi forgalomban kapható rozsdamentes-, szerszámacél-, alumínium-, titán- és CoCr-porkeverék. Saját méréseink és irodalmi adatok alapján kijelenthető, hogy a DMLS technológiával készített alkatrészek, nem maradnak el mechanikai tulajdonságaik tekintetébenaz azonos ötvözőtartalmú, hagyományos úton készített társaiktól.

Hőkezelt próbatestek

Maraging Steel MS1 (1.2709) Építés után Hőkezelt
Folyáshatár (Mpa) 1080 1990
Szakító szilárdáság 1175 2025
Szakadási nyúlás (%) 4,5 1,6
Keménység (HRC) 41 56

Az ábrákon Maraging Steel MS1 (1.2709) szinterezett próbatestek és mechanikai tulajdonságaikra vonatkozó mérési eredmények láthatók, építés utáni állapotban illetve hőkezelés után.

A szinterezett alkatrész a hagyományos anyagokéval megegyező módon hőkezelhető, forgácsolható, hegeszthető és bevonatolható.

Felhasználási lehetőségek

Szinterezett műanyag-szerszám és a termék

A DMLS technológiával készülő alkatrészek fő felhasználói a repülőgépipar, orvostechnika, szerszámgyártás és kutatás-fejlesztés. A fogtechnikusok már Magyarországon is évek óta használnak szinterezett CoCr korona és hídvázakat.

Magyarországon a fő ipari felhasználók a szerszámgyártók lehetnek, fröccsöntő szerszámok készítése során egyértelmű előnyöket használhatunk ki, ha az ismertetett eljárással építjük fel szerszámbetétünket. Ebben az esetben lehetőség van arra, hogy az adott alkatrész geometriáját (formáját) kövesse a hűtés furatrendszere is. Az egyes rétegek építése során, a furatok egyes metszeteinél a lézersugár nem olvasztja meg a furatban lévő porszemcséket, a szerszámtest elkészítése után az össze nem olvasztott porszemcsék eltávolíthatók. A formakövető 3D hűtőrendszer segítségével a fröccsöntés ciklusideje akár 20-50%-al is csökkenhet a hagyományos hűtőrendszerek alkalmazásaihoz képest.

Írta:
Hatos István

További információ

Hatos István: hatos@sze.hu
Széchenyi István Egyetem Szelektív lézer szinterelő laboratórium