Bijleren over 3D-printen met staal

3D-printen met staal biedt enorme mogelijkheden, maar hoe pakt u het aan? Bij het nemen van uw eerste stappen in deze bijzondere wereld moeten enorm veel keuzes gemaakt worden en zijn er heel wat aandachtspunten waarop gelet moet worden. Ook als u al ervaring heeft met 3D-printen, kunt u moeilijk te overwinnen barrières tegenkomen. Sirris, CRM en BIL werken samen binnen het INSIDE Metal AM-project en we willen wat we geleerd hebben met het wijdere publiek delen. 

Drie verschillende 3D-printtechnologieën worden binnen het project onderzocht: selective laser melting (SLM), laser metal deposition (LMD) en wire arc additive manufacturing (WAAM). Sinds de start van het project in 2017 werden reeds heel wat onderzoek en ontwikkeling verricht. De lessen die wij hieruit trekken delen we met het grote publiek, met als doel m de verdere introductie van 3D-metaalprinten in België te ondersteunen. Volg zeker ons webinar op 27 oktober, waar we een tipje van de sluier zullen oplichten! 

Selective laser melting (SLM) 

SLM met 17-4PH en H11 staal werd onder de loep genomen door Sirris (in samenwerking met VAC Machines en Trumpf). 17-4PH werd niet eerder bestudeerd bij Sirris; daarom werd besloten een brede optimalisatiestudie van de parameters te ondernemen. Hieruit werd duidelijk dat zowel de hardheid als dichtheid van het geprinte staal variëren in functie van de gekozen printparameters, maar dat de variatie in dichtheid een grotere industriële relevantie heeft. Uit de resultaten blijkt dat de verkregen eigenschappen sterk kunnen afwijken van de gegevens in de technische fiches van het poeder. Daarnaast heeft ook warmtebehandeling een grote invloed op de eigenschappen. Bij het opschalen naar demonstratoren werd het duidelijk dat ook het ontwerp, de oriëntatie en positie op de bouwplaat een grote impact kunnen hebben op de kwaliteit van een print batch. Al deze observaties hebben belangrijke implicaties voor het verzekeren van de kwaliteit van 3D-geprinte onderdelen en bij het kiezen van de juiste materiaaleigenschappen voor gebruik in de ontwerpfase. 

Laser metal deposition bij CRM

Laser metal deposition (LMD) en wire arc additive manufacturing (WAAM)

LMD en WAAM werden bestudeerd bij CRM. Parameterscreeningtesten werden uitgevoerd door muurtjes te printen, met een focus op het voorkomen van defecten zoals porositeit en een slechte lasnaadgeometrie. Om de invloed van de warmte-input te onderzoeken werden de mechanische eigenschappen en microstructuren geanalyseerd. Er werd duidelijk aangetoond dat de hardheid in ‘as-build’ conditie varieert over de hoogte van een muurtje. De onderkant heeft typisch een iets hogere hardheid. Dit komt doordat het materiaal wordt afgezet op een koud substraat, waardoor een afschrikeffect ontstaat. De hardheid varieert ook constant van laag tot laag en vertoont een duidelijke link naar de microstructuur. De resultaten geven een eerste indicatie van hoe een gecontroleerde warmte-input of warmtebehandeling na het printen de microstructuur kan verbeteren, en daarmee ook de performantie van het geprinte onderdeel.


Wenst u meer te weten te komen over de lessen die we reeds uit ons onderzoek getrokken hebben? Volg dan zeker ons gratis webinar op 27 oktober. Er is ook de mogelijkheid om een gesprek aan te vragen met één van onze experts en uw eigen case te bespreken in een besloten omgeving. Schrijf hier in.

  

Strategic initiative Materials (SIM) Belgisch instituut voor Lastechniek (BIL)  CRM Group Agenschap innoveren en ondernemen