3D metaalprinten wordt vaak in één adem genoemd met selective laser melting, de poederbedtechnologie. Er zijn echter meer technieken die al dan niet goede metalen producten opleveren. Van een filament voor FDM 3D printers tot en met de 3D magnetojet technologie.

 

Een van de opvallende innovaties op de voorbije editie van Formnext was misschien wel een beetje erg goed verstopt. BASF, met een vitrine op de stand van LSS / Farsoon, liet er een filament zien waarin metaalpartikels zijn verwerkt. Het is een ontwikkeling waaraan BASF werkt samen met EvoTech, een Oostenrijkse fabrikant van FDM printers voor industriële toepassingen. BASF ontwikkelt het filament echter in het kader van het open innovatieprogramma. Het zal straks ook verkrijgbaar zijn voor andere FDM printers.

 

BASF en EvoTech: filament met metaaldeeltjes

BASF filament

Enkele producten geprint met het BASF filament. Links na het sinteren en polijsten, daarnaast de producten zoals ze uit de 3D printer komen.

BASF: metaal printen op filamentprinter

Het product dat uit de printer komt, is vergelijkbaar met een MIM-product (metal injection molding). Het heeft nog niet de definitieve eigenschappen. Die ontstaan pas nadat in een eerste stap de polymeer uitgebrand is en in de tweede stap het product wordt gesinterd. Dan haalt men momenteel 98% materiaaldichtheid, maar zo benadrukte een BASF medewerker: het project zit nog in de ontwikkelfase. “We hebben de eigenschappen nog niet waar we ze willen hebben.” De technologie opent wel nieuwe mogelijkheden. De EvoTech 3D printer die geschikt is voor dit filament kost tussen de 14 en 20 mille. Daarmee wordt de drempel om metaalprinten toe te passen sterk verlaagd. Momenteel ontwikkelt BASF filament voor 316L. In principe komen alle metalen die gesinterd kunnen worden in aanmerking. Men denkt ook titanium in filamentvorm te kunnen maken.

 

low cost printer

Een van de werkstukken geprint op de low cost printer van Fraunhofer ILT.

Fraunhofer: lowcost met diodenlaser

De markt vraagt om low cost metaalprinters. Het Fraunhofer ILT heeft daarom een metaalprinter ontwikkeld die qua kostprijs net geen 20 mille kost. Geschatte verkoopprijs rond de 50 tot 60 mille. Het gaat hier wel om een poederbedmachine die echter geen fiberlaserbron gebruikt maar een goedkopere diodenlaser. De dichtheid die men behaalt ligt nog laag, maar de technologie biedt voldoende potentieel om aan te nemen dat de kwaliteit de komende tijd verder omhoog kan.

 

orlas-creatorproduct-small

ORLas Creator: 80k voor metaalprinter

De vraag is echter of het nodig zal zijn? Op Formnext heeft OR laser de ORLas Creator gelanceerd. Het gaat om een in Duitsland ontwikkelde en gebouwde 3D metaalprinter die met een Yb Fiber laserbron van 250 W werkt (1070 nm). De cilindrische bouwkamer is geschikt voor producten tot 110 mm hoog (100 mm doorsnede). Het Duitse bedrijf heeft een aantal slimme features in de machine verwerkt. Zo is de poederhandling zover geoptimaliseerd dat het wisselen vrij snel kan met behulp van een cartridge, de coater vanuit het hard van de bouwplaat rond draait (en dus sneller is) en de besturing via een tablet aangesproken kan worden. Deze tablet schuif je gemakkelijk in de houder. Met één tablet kun je meerdere printers bedienen. Kostprijs van de totale set inclusief een eigen CADCAM systeem: € 80.000.

 

Bieden alternatieve technieken voordelen?

 

Vader additive manufacturing

Vader zoekt betaklanten voor de nieuwe 3D metaalprinter.

Vader Systems: supersnel metaalprinten

Zo goedkoop als de laatste twee metaalprinters is de machine van het Amerikaanse Vader Systems niet. De 3D magnetojet technologie is wel supersnel en goedkoop qua materiaalkosten. Deze 3D metaalprinter gebruikt namelijk standaard lasdraad. Op dit moment is de machine afgestemd op aluminium, maar in de toekomst volgen nog andere metalen. De draad wordt in een keramische kamer gesmolten. Daarna worden miniscule druppels met behulp van elektromagnetische pulsen gemaakt die via een nozzle op de juiste plek worden gepositioneerd. Het resultaat is weliswaar een relatief ruw product, maar het proces is wel snel. 120 seconden voor een aluminium product van enkele centimeters hoog. De dichtheid is volgens de ontwikkelaars meer dan 99 procent en het product kan met water eenvoudig worden afgekoeld voor nabewerking op een CNC machine.

 

xjet

De Xjet 3D printer, niet alleen voor metaal maar ook geschikt voor keramiek.

XJet: hoge afwerkingsgraad

Het Israëlische XJet is de andere nieuwe speler in het high end segment van de metaalprintmarkt. Het gebruikt binderjetting technologie. Op Formnext werd de machine voor het eerst getoond in Europa. XJet gebruikt vloeibare nanopartikels met metaal of nanopartikels die als supportmateriaal dienen. De ultra kleine druppels worden zeer precies op de juiste positie geplaatst. De hoge temperatuur in de bouwkamer zorgt ervoor dat de vloeibare massa rond de metaaldeeltjes verdampt. Zo ontstaat er een praktisch 100% dicht product met een hoge mate van nauwkeurigheid en afwerkingsgraad. Het gebruik van nanopartikels is afgesloten cartridges voorkomt de hele poederhandling. Daar staat wel tegenover dat XJet de enige leverancier van het materiaal is. Het gaat om kleine delen die men print.