+31 314 373 333Om met een 3D-printer hoogwaardige kunststof of metalen onderdelen en producten te maken, zijn zuivere en consistente poeders nodig. De productie van deze poeders stelt hoge eisen aan de procesapparatuur. De Hosokawa Micron Groep heeft hiervoor de geëigende technologie in huis.
Het gaat dan bijvoorbeeld om speciaal ontwikkelde mengers, vacuümdrogers, maalmolens en air classifiers. Deze machines worden onder anderen ingezet om onzuiverheden, te kleine deeltjes en agglomeraten te verwijderen en het materiaal in topvorm te brengen, geschikt voor toepassing in het 3D-printproces.
Strenge eisen
Hosokawa ziet een toenemende vraag naar technologieën voor de productie van hoogwaardige poeders voor additive manufacturing-processen. De polymeer- en metaalpoeders die in 3D-printers worden toegepast, moeten aan steeds strengere eisen voldoen. Het gaat dan om smalle deeltjesgrootteverdelingen, maar ook om de consistentie van de deeltjes voor wat betreft bijvoorbeeld vorm en samenstelling. Hosokawa speelt daarop in met machines die speciaal voor deze toepassingen zijn aangepast.
Virgin materiaal
De productie van 'virgin' materiaal vereist dat de grondstoffen zodanig worden geconditioneerd, gekristalliseerd en/of gepolymeriseerd dat ze geschikt zijn voor de kritische 3D-printprocessen. De poederdeeltjes dienen niet alleen mooi rond te zijn, maar ze moeten ook de vereiste vormvastheid en het juiste smeltpunt hebben. Voor het conditioneren van poeders biedt de conische paddelmenger/-droger (CPM/CPD) van Hosokawa Micron uitkomst.
In deze mid-shear menger kunnen polymeerpoeders zoals polyamiden worden gemengd en opgewarmd (tot 100°C – 300°C), waardoor zowel de fysische als chemische eigenschappen van de deeltjes verbeteren. Denk bijvoorbeeld aan de bulkdichtheid en stabiliteit. Zo is het mogelijk een kristallisatiestap uit voeren om de deeltjes sterker te maken.
Thermische behandelingen
Een uitdaging bij de productie en opwerking van metaalpoeders is het mengen en drogen ervan. In veel gevallen gaat het om hygroscopische poeders die onder invloed van vocht kunnen oxideren of klonteren. Afhankelijk van de toepassing en eigenschappen van de materialen kunnen thermische behandelingen worden uitgevoerd in een CPM/CPD of een Nauta® menger/vacuümdroger. Desgewenst kunnen de poeders daarbij in een inerte atmosfeer (Argon) worden verwerkt. De zeer productvriendelijk werking van de Nauta menger/vacuümdroger en het lage energie gebruik (ook bij metaalpoeders met een zeer hoge dichtheid) bieden in de additive manufacturing-sector veel toegevoegde waarde. Tevens kan de Nauta menger ingezet worden om gebruikt 3D poeder te recyclen door het met virgin materiaal op te mengen.
Verkleinen
Een machine die zich uitstekend leent voor de productie van polymeerpoeders voor 3D-printers is de Alpine Contraplex pennenmolen. Deze stikstofgekoelde breedkamermolen heeft een geoptimaliseerde pennengeometrie. Dankzij een regelbare temperatuur kunnen bij een minimaal stikstofverbruik polymeren onder optimale condities worden verkleind. Hierbij wordt het energieverbruik laag gehouden.
Classificeren
Bij additive manufacturing is een smalle deeltjesgrootteverdeling van de polymeer- en metaalpoeders van essentieel belang. Hosokawa Alpine levert hiervoor beproefde classificatie-technologie, waaronder de ATP Turboplex luchtzifters voor zeer fijne poeders. Deze machines maken flexibele en scherpe scheidingen mogelijk in het bereik van 5 tot 150 micron. Ook beschikt Hosokawa Alpine over de TSP en TTSP luchtzifters die speciaal zijn ontwikkeld voor de ontstoffing van toners. De TTSP is de enige air classifier op de markt die twee scherpe scheidingen in één machine kan realiseren. Dit maakt het mogelijk om materialen in één stap zowel te ontstoffen als te ontdoen van bovenmaatse deeltjes.
Additive Manufacturing
Additive Manufacturing (AM) staat voor een scala aan technologieën waarbij een onderdeel of een compleet product wordt vervaardigd op basis van een digitaal driedimensionaal model. Hierbij wordt het onderdeel of product gefabriceerd door het met behulp van een 3D-printer laagje voor laagje op te bouwen.
Enkele printtechnieken die hiervoor worden toegepast, zijn FDM (Fused Deposition Modeling), SL (StereoLithografie) en SLS (Selective Laser Sintering). Met name SLS is een populaire techniek. Hierbij wordt poeder op een platform gelegd, waarna een laser een bepaalde vorm in het poeder sintert. Vervolgens daalt het platform en wordt over de vorm een verse laag poeder aangebracht, waarna de laser een volgende laag aanbrengt. Enkele varianten van SLS zijn DMLS (Direct Metal Laser Sintering) en SLM (Selective Laser Melting) die ook geschikt zijn voor het printen van metalen voorwerpen.
