Overzicht van leveranciers van 3d printpoeders
poeders voor 3d printenOok wel additive manufacturing genoemd, gebruikt poeders als grondstof om onderdelen laag voor laag te construeren. De poeders worden samengesmolten of gebonden met hitte, laser of bindmiddelen om driedimensionale objecten te maken.
Er zijn verschillende technologieën die gebruikt worden bij 3D printen, zoals Selective Laser Sintering (SLS), Direct Metal Laser Sintering (DMLS), Electron Beam Melting (EBM), Binder Jetting, Fused Deposition Modeling (FDM), Stereolithography (SLA) en meer. Elk proces maakt gebruik van verschillende soorten poeders met specifieke eigenschappen en deeltjesgrootteverdeling.
Soorten 3D Printing poeders
| Poeder soort | Materialen | Kenmerken |
|---|---|---|
| Kunststoffen | Nylon, ABS, TPU, PE, PP | Meest gebruikt, lage kosten, minder sterk |
| Metalen | Aluminium, roestvrij staal, kobaltchroom, titanium, gereedschapsstaal | Hoge sterkte, hitte- en corrosiebestendigheid |
| Keramiek | Glas, aluminiumoxide, zirkoniumoxide | Gebruik bij hoge temperaturen, bros |
| Zand & gietpoeders | Silicazand, Zirkoonzand | Voor zandmallen en kernen |
| Magnetische poeders | IJzer, nikkel, kobalt | Toepassingen die magnetisme nodig hebben |
| Biocompatibele poeders | Titanium, GLUURT, TCP | Voor medische implantaten, protheses |
Eigenschappen van 3D printpoeders
| Eigendom | Beschrijving | Belang in additieve productie |
|---|---|---|
| Deeltjesmorfologie | Dit verwijst naar de vorm en oppervlaktekenmerken van de poederdeeltjes. | Bolvormige of bijna-bolvormige deeltjes zijn ideaal voor optimale vloeibaarheid, verpakkingsdichtheid en bedrukbaarheid. Onregelmatig gevormde deeltjes kunnen de poederstroom belemmeren en leiden tot inconsistenties in het geprinte onderdeel. |
| Deeltjesgrootteverdeling | De grootte van de poederdeeltjes speelt een cruciale rol bij het bepalen van verschillende aspecten van het uiteindelijke geprinte onderdeel. | Een smalle verdeling van de deeltjesgrootte zorgt voor een consistente verpakking en minimaliseert leegtes binnen de geprinte lagen. De deeltjesgrootte beïnvloedt ook de afwerking van het oppervlak, waarbij fijnere deeltjes meestal resulteren in gladdere oppervlakken. Te fijne deeltjes kunnen echter moeilijk te verwerken zijn en de vloeibaarheid verminderen. |
| Schijnbare dichtheid & kraandichtheid | Deze eigenschappen vertegenwoordigen de bulkdichtheid van het poeder onder verschillende omstandigheden. | Schijnbare dichtheid beschouwt de ruimten tussen deeltjes in rust, terwijl tapdichtheid een meer samengepakte toestand weergeeft die wordt bereikt door een gestandaardiseerd tapproces. Een hogere tapdichtheid is over het algemeen wenselijk voor efficiënt materiaalgebruik en een goede maatnauwkeurigheid van het geprinte onderdeel. |
| Vloeibaarheid | Dit verwijst naar het gemak waarmee poeder vloeit onder invloed van de zwaartekracht of andere toegepaste krachten. | Een goede vloeibaarheid is essentieel voor een gelijkmatige poederafzetting tijdens het additieve productieproces. Poeders met een slechte vloeibaarheid kunnen leiden tot inconsistenties in laagdikte en mogelijke printfouten. |
| Thermische eigenschappen | Deze omvatten kenmerken zoals het smeltpunt, de thermische geleidbaarheid en de thermische uitzettingscoëfficiënt. | Thermische eigenschappen beïnvloeden het gedrag van het poeder tijdens het printproces aanzienlijk. Het smeltpunt bepaalt het vermogen van de laser of energiebron dat nodig is voor fusie, terwijl de thermische geleidbaarheid invloed heeft op de warmteverdeling en mogelijke vervorming van het geprinte onderdeel. Er moet rekening worden gehouden met de thermische uitzettingscoëfficiënt om restspanningen en scheuren tijdens het afkoelen te minimaliseren. |
| Sinterbaarheid | Deze eigenschap verwijst naar het vermogen van de poederdeeltjes om zich aan elkaar te hechten tijdens het drukproces. | Sinterbaarheid is cruciaal voor het bereiken van sterke en cohesieve bindingen tussen lagen, wat leidt tot een robuust eindproduct. Factoren zoals deeltjesgrootte, oppervlaktechemie en materiaalsamenstelling hebben allemaal invloed op de sinterbaarheid. |
| Chemische samenstelling | De specifieke elementen of verbindingen in het poeder bepalen de algemene eigenschappen en de geschiktheid voor verschillende toepassingen. | De chemische samenstelling heeft een directe invloed op de mechanische eigenschappen, corrosiebestendigheid en andere prestatiekenmerken van het uiteindelijke geprinte onderdeel. Poeders van metaallegeringen met specifieke elementen kunnen bijvoorbeeld hoge sterkte of verbeterde biocompatibiliteit bieden voor medische implantaten. |
Toepassingen van Poeders voor 3D afdrukken
| Industrie | Toepassingen |
|---|---|
| Lucht- en ruimtevaart | Turbinebladen, straalbuizen, structurele frames |
| Automobiel | Prototyping, aangepaste onderdelen zoals tandwielen |
| Medisch | Tandvullingen, implantaten, protheses |
| Gereedschap | Gietpatronen, spuitgietmallen, mallen en opspanmiddelen |
| Architectuur | Modellen, decoratieve bouwelementen |
| Consumentenproducten | Aangepaste ontwerpen, snelle prototyping |
3D-Printpoeder Specificaties
Poedermaterialen die worden gebruikt bij additieve productie moeten voldoen aan strenge specificaties voor deeltjesgrootteverdeling, morfologie, stroombaarheid en zuiverheid. Typische groottebereiken, normen en kwaliteiten staan hieronder vermeld:
| Type materiaal | Deeltjesgrootte (μm) | Normen | Algemene cijfers |
|---|---|---|---|
| Polymeerpoeders | 20-150 | ASTM D638 | PA12, PLA, ABS, PC |
| Metaalpoeders | 10-45 | ASTM F3049 | Ti-6Al-4V, 17-4PH, 316L |
| Keramische poeders | 10-150 | ASTM F2792 | Zirkoniumoxide, aluminiumoxide, TCP |
| Gietpoeders | 140-200 | ASTM B213 | Silicazand, Zirkoonzand |
Wereldwijde leveranciers van 3d printpoeders
Er zijn zowel grote wereldwijde leveranciers als kleinere nichepoederfabrikanten die de additieve productie-industrie bedienen:
Grote poederproducenten
| Bedrijf | Materialen |
|---|---|
| Sandvik | Nikkel- en titaanlegeringen |
| GKN poedermetallurgie | Gereedschapsstaal, roestvrij staal |
| Hogenäs | Roestvrij staal, legeringen |
| Timmerman additief | Kobaltchroom, titanium, meer |
| BASF | Ultrafijne polyamiden |
Producenten van speciale poeders
| Bedrijf | Materialen |
|---|---|
| LPW-technologie | Aluminium, titanium, nikkellegeringen |
| Praxair | Titaan, nikkel superlegeringen |
| Arcam AB | Titaanlegeringen, CoCr, aluminium |
| 3DXtech | Kunststoffen zoals ABS, nylon, meer |
Kostenanalyse van metalen 3D drukpoeders
| Factor | Beschrijving | Invloed op kosten |
|---|---|---|
| Materiaalkosten | Dit verwijst naar de basisprijs per kilogram van het poeder van de metaallegering zelf. | De kosten van metaallegeringspoeders kunnen aanzienlijk variëren afhankelijk van de specifieke samenstelling van de legering. Poeders voor veelgebruikte materialen zoals roestvrij staal of aluminium zijn vaak betaalbaarder dan die voor hoogwaardige legeringen zoals nikkelsuperlegeringen of titaniumaluminide. Daarnaast kan de aanwezigheid van zeldzame aardelementen of complexe productieprocessen de kosten van het poeder verder verhogen. |
| Volume poeder | De hoeveelheid metaallegeringspoeder die nodig is voor een specifieke printopdracht heeft een directe invloed op de totale materiaalkosten. | Zorgvuldige optimalisatie van het ontwerp en het minimaliseren van ondersteunende structuren kunnen helpen om het totale benodigde poedervolume te verminderen, wat leidt tot kostenbesparingen. Daarnaast kan het gebruik van poederterugwinningssystemen die onbedrukt poeder opvangen en hergebruiken voordelig zijn bij productie van grote volumes. |
| Leverancier Keuze | Het kiezen van een gerenommeerde leverancier van metaalpoeder kan van invloed zijn op de kosten. | Het onderhandelen over bulkinkoopovereenkomsten of het onderzoeken van alternatieve leveranciers met concurrerende prijsstrategieën kan helpen om de materiaalkosten te optimaliseren. Het is cruciaal om de prijs af te wegen tegen factoren als poederkwaliteit, consistentie en technische ondersteuning die de leverancier biedt. |
| Poederkenmerken | De specifieke eigenschappen van het poeder van de metaallegering kunnen de kosten beïnvloeden. | Fijnere poeders vereisen over het algemeen complexere productieprocessen en kunnen duurder zijn. Bovendien kunnen poeders met smalle deeltjesgrootteverdelingen of specifieke oppervlaktebehandelingen voor verbeterde vloeibaarheid een hogere prijs vragen. |
| Minimum bestelhoeveelheid | Sommige leveranciers hebben minimum bestelhoeveelheden voor metaallegeringspoeders. | Dit kan een kostenoverweging zijn, vooral voor prototypes of kleine productieseries. Het zoeken naar leveranciers met kleinere minimale bestelhoeveelheden of samenwerken met andere gebruikers om bulkaankopen te delen kunnen kosteneffectieve strategieën zijn. |
| Kosten na verwerking | Metalen onderdelen die geprint zijn met 3D printpoeders vereisen vaak nabewerkingsstappen zoals warmtebehandeling of hot isostatic pressing (HIP) om optimale mechanische eigenschappen te verkrijgen. | De kosten van deze nabewerkingsstappen moeten worden meegenomen in de totale analyse. In sommige gevallen kan de noodzaak van uitgebreide nabewerking de potentiële kostenvoordelen van 3D printen ten opzichte van traditionele productiemethoden tenietdoen. |
Voor- en nadelen van Poeders voor 3D afdrukken
| Pluspunten | Nadelen |
|---|---|
| Ontwerpflexibiliteit: Met 3D-printpoeders kunnen complexe geometrieën met ingewikkelde vormen worden gemaakt die moeilijk of onmogelijk te maken zijn met traditionele productiemethoden. Dit opent deuren voor innovatieve ontwerpen en lichtgewicht componenten in verschillende industrieën. | Beperkte materiaalkeuze: Vergeleken met traditionele productietechnieken is de selectie van 3D printpoeders nog steeds in ontwikkeling. Hoewel er een breed scala aan materialen beschikbaar is, is het mogelijk dat sommige legeringen of speciale materialen niet direct beschikbaar zijn of kwalificatie vereisen voor specifieke printprocessen. |
| Materiaalefficiëntie: 3D-printpoeders bevorderen bijna-net-vorm productie, waardoor materiaalverspilling wordt geminimaliseerd in vergelijking met subtractieve technieken zoals machinale bewerking. Dit is vooral gunstig voor dure of hoogwaardige materialen. | Hogere kosten: 3D-printpoeders zelf kunnen duurder zijn dan bulkmaterialen door de extra bewerking die nodig is voor de productie ervan. Daarnaast kunnen 3D-printapparatuur en nabewerkingsstappen bijdragen aan hogere totale productiekosten, vooral voor de productie van kleine volumes. |
| Eigenschappen op maat: De eigenschappen van 3D-printpoeders kunnen nauwkeurig worden geregeld door aanpassingen in het productieproces en de poedersamenstelling. Hierdoor kunnen materialen worden gemaakt met specifieke eigenschappen zoals hoge sterkte, lichtgewicht ontwerp of biocompatibiliteit voor medische toepassingen. | Afwerking oppervlak: De oppervlakteafwerking van onderdelen die geprint zijn met 3D printpoeders kan ruwer zijn in vergelijking met machinaal bewerkte of gegoten onderdelen. Aanvullende nabewerkingstechnieken zoals polijsten of machinaal bewerken kunnen nodig zijn om de gewenste oppervlaktekwaliteit te bereiken. |
| Snel prototypen: 3D-printpoeders zijn ideaal voor het snel maken van prototypes van complexe onderdelen. Dit zorgt voor snellere ontwerpiteraties en een snellere time-to-market voor nieuwe producten. | Veiligheidsproblemen: Het hanteren van sommige 3D printpoeders kan veiligheidsrisico's met zich meebrengen vanwege mogelijke ontvlambaarheid, inhalatierisico's en huidirritatie. De juiste persoonlijke beschermingsmiddelen en het naleven van veiligheidsprotocollen zijn essentieel. |
| Voorraadbeheer: 3D-printen maakt productie op aanvraag mogelijk met behulp van direct beschikbare poeders. Dit vermindert de noodzaak voor uitgebreid voorraadbeheer van vooraf gemaakte onderdelen. | Procesbeheersing: Additieve productieprocessen met 3D-printpoeders vereisen een zorgvuldige controle van parameters zoals laservermogen, scansnelheid en laagdikte. Inconsistenties in deze parameters kunnen de kwaliteit en prestaties van het uiteindelijke geprinte onderdeel beïnvloeden. |
FAQ
V: Wat is de meest gebruikte kunststof voor 3D printpoeders?
A: Polyamide 12 (PA12, nylon 12) is het populairste kunststofpoeder met uitstekende eigenschappen en compatibiliteit met het SLS-proces.
V: Wat is het verschil tussen nieuw en gerecycled poeder?
A: Virgin poeders zijn vers en ongebruikt in vergelijking met gerecyclede poeders die afkomstig zijn van eerdere 3D-geprinte onderdelen. Virgin poeder is duurder, maar biedt een hogere en consistentere kwaliteit.
V: Hoe worden metaalpoeders gemaakt voor additieve productie?
A: Metaalpoeders worden gemaakt met behulp van gas- of waterverstuiving om fijne bolvormige deeltjes van legeringen te produceren uit gesmolten grondstoffen onder hoge druk. De poeders kunnen gespecialiseerde behandelingen ondergaan om de grootteverdeling, morfologie, stroming of samenstelling te wijzigen.
V: Welke voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen bij het werken met poeders?
A: Procedures voor het hanteren van poeders moeten erop gericht zijn de blootstelling te minimaliseren, lekkage en morsen onder controle te houden, te zorgen voor de juiste maskers/PPE-uitrusting, voor voldoende ventilatie te zorgen en goede huishoudpraktijken toe te passen. Sommige metaalpoeders kunnen ontbranden of exploderen als er onvoorzichtig mee wordt omgegaan.
V: Welke poederdeeltjesgrootte is optimaal?
A: Deeltjesgroottes van 10 micron tot ongeveer 100 micron bieden normaal gesproken de beste resultaten voor het gelijkmatig verspreiden van dunne lagen. Fijnere nanodeeltjes kunnen samenklonteren, terwijl grote deeltjes de resolutie verminderen. Het is essentieel om de deeltjesgrootte af te stemmen op de vereisten van de 3D-printer.
V: Welke invloed hebben poeders op de eigenschappen van onderdelen?
A: Poederkenmerken hebben een directe invloed op dichtheid, oppervlakteafwerking, precisie, mechanische eigenschappen, microstructuur en prestaties van geprinte onderdelen. Met op maat gemaakte legeringen en deeltjescoatings kunnen materiaaleigenschappen op maat worden gemaakt bij additieve productie.
