Technology

TU Graz 3D print metaal met LED als energiebron

SLEDM technologie tot 20% sneller dan lasergebaseerde machines

Wetenschappers van de TU Graz (Oostenrijk) hebben een nieuwe 3D metaalprinttechnologie ontwikkeld. In plaats van laser- of elektronenstraal, gebruiken zij LED als energiebron. Selective LED based Melting (SLEDM) zorgt voor goedkopere machines, kortere cyclustijden tijdens het 3D printen en het tijdrovend verwijderen van supportstructuren vervalt, omdat het werkstuk van boven naar beneden wordt opgebouwd.


De Oostenrijkse onderzoekers hebben heel nieuwe oplossingen bedacht voor enkele van de pijnpunten in het laserpoederbed proces en het 3D metaalprinten met elektronenstralen. Een van de grootste knelpunten is het geringe volume dat per laag wordt opgebouwd. Bij de TU Graz denkt men dit op te lossen door LED als energiebron te kiezen.  

Variabele focus voor sneller en fijner 3D printen 

Ze gebruiken hiervoor een LED-systeem van het Ierse Preworks. De unit is aangepast en wordt gekoppeld aan een complex systeem van lenzen. Daarmee kunnen ze tijdens het AM-proces de LED-focus veranderen, tussen 0,05 en 20 mm. Hierdoor kunnen ze het volume materiaal dat per tijdseenheid wordt gesmolten, variëren, zonder dat ze concessies moeten doen aan de kwaliteit van het oppervlak. Bij dunwandige onderdelen of zeer dunne structuren kies je voor de kleinste focus; waar snel veel materiaal opgebouwd moet worden, kiest men voor de 20 mm variant. De eerste testen met de SLEDM-technologie tonen aan dat de productietijd van bijvoorbeeld medische componenten met een factor 20 korter wordt. Hiermee wordt het dus ook rendabeler om grotere volumes te printen.  

Geen support nodig door omgekeerd te 3d printen 

Kijk je naar het volledige proces, dan is de tijdbesparing met de nieuwe technologie nog groter. De aan de TU Graz ontwikkelde machine print namelijk ‘onderste boven’ dankzij een nieuw machineconcept. Het werkstuk wordt van boven naar beneden opgebouwd, omgekeerd aan wat gebruikelijk is bij LBPF-processen. Hierdoor ligt het vrij, de hoeveelheid poeder wordt tot een minimum gereduceerd. “Het doorgaans manueel nabewerken wat bij de huidige processen vaak nodig is om ruwe oppervlakken gladder te maken en supportstructuren te verwijderen, vervalt helemaal”, zo zegt Franz Haas, hoofd van het Instituts für Fertigungstechnologie van de TU Graz. “Dat bespaart kostbare tijd.” 

Serieproductie van implantaten 

De Oostenrijkse universiteit heeft eind vorig jaar de start van het AddLab@tugraz aangekondigd. Hiermee wil de TU Graz beter zichtbaar worden als een van de onderzoeksinstellingen in de additive manufacturing wereld. Vanuit dit AddLab@tugraz is de nieuwe technologie aangemeld voor patent. “Ons doel is om tot de kleinserie productie van de eigen 3D metaalprinter te komen, geschikt voor de serieproductie van metalen onderdelen in de sectoren mobiliteit en implantaten”, aldus de instituutsleider.  

Magnesium implantaten lossen vanzelf op in het lichaam 

Franz Haas (Foto Furgler)

In een van de onderzoeksprojecten van de TU Graz zijn met de nieuwe machine al medische implantaten 3D geprint. Onder andere zijn chirurgische schroeven van een magnesiumlegering 3D geprint. Deze worden gebruikt voor het fixeren van een complexe breuk. Het voordeel van de magnesiumlegering is dat deze geleidelijk door het lichaam wordt afgebroken en opgenomen. Het implantaat verdwijnt dus vanzelf als de breuk is hersteld. “Een tweede, voor de patiënt vaak belastende operatie, is niet meer nodig. En de productie van de implantaten kan met de SLEDM-technologie in de OK plaatsvinden, want een LED-straal is voor het werk in een operatiekamer minder gevaarlijk dan een sterke laserbron”, zegt Haas.  

Een tweede toepassing ligt op het vlak van e-mobility. De Oostenrijkers willen onderdelen voor brandstofcellen of accusystemen 3D printen met de SLEDM 3D metaalprinter.  

Tags
Check Also
Close
Back to top button

Gratis abonnement op nieuwsbrief en kwartaal magazine

Schrijf je in voor onze wekelijkse e-mail nieuwsbrief, je ontvangt dan tevens elk kwartaal 3D Print magazine, in print of pdf.

 

Kijk hier en lees wat je mag verwachten

You have Successfully Subscribed!

Share This
Close
Close