Metaalpoeder voor 3D-printen is veilig herbruikbaar

Metaalpoeder dat bij additieve productie overblijft is veilig herbruikbaar indien het op de juiste manier is opgeslagen. Door het poeder te analyseren is het mogelijk de kwaliteit vast te stellen en eventueel maatregelen te nemen om deze te verbeteren. Hergebruik van metaalpoeder is niet alleen relevant het oog op kostenreductie, maar ook met het oog op het milieu.

Dit meldt UT-promovendus Laura Cordova Gonzalez in haar proefschrift, die zij op 30 januari verdedigde. Verschillende vormen van additieve productie zijn beschikbaar. Voor het printen van metaal maken veel printers gebruik selectief lasersmelten. Een laser smelt bij dit proces op specifieke plekken het metaalpoeder, waardoor het uithardt. Door dit proces te herhalen is het mogelijk laag voor laag een object op te bouwen.

Veel poeder gaat verloren

Slechts een klein deel van het metaalpoeder dat in de printer gaat hardt tijdens het printproces uit. Gebruikers halen het overgebleven poeder na het printproces uit de printer. Over de kwaliteit van dit poeder was echter te weinig bekend om deze veilig te kunnen hergebruiken. In de praktijk gaat veel poeder dan ook verloren.

Hergebruik van metaalpoeder was tot nu toe voor veel bedrijven dan ook een te groot risico. “Bij de meeste kritische componenten, zoals in de luchtvaartindustrie, is het belangrijk dat de metaalpoeders, en dus de eindproducten, hun kwaliteit behouden en een hoge mate van herhaalbaarheid vertonen”, zegt Cordova Gonzalez.

Geen impact op mechanische eigenschappen

In haar proefschrift beschrijft de promovendus een methode om metaalpoeder veilig te hergebruiken voor selectief lasersmelten. In haar onderzoek keek Cordova Gonzales naar een viertal metaalpoeders die veel gebruikt worden bij additieve productie. Ieder poeder bleek na een aantal maal hergebruikt te zijn andere eigenschappen te vertonen.

De promovendus licht toe: “Na vier keer hergebruiken vertonen onderdelen gebouwd met hergebruikt poeder meer microporiën dan onderdelen gemaakt van nieuw poeder. De gewijzigde structuur (zie figuur 1) had echter geen effect op de mechanische eigenschappen bij statische belasting.”

Poeder analyseren

Cordova Gonzales adviseert een nieuwe methode te hanteren voor het hergebruik en de opslag van metaalpoeder. Zo raadt zij aan het poeder te analyseren, zowel voor het eerste gebruik, na langdurige opslagperiodes en tussen verschillende printcycli door. Hoe vaak het poeder geanalyseerd het best geanalyseerd kan worden is afhankelijk van de benodigde betrouwbaarheid van het eindproduct.

Blijkt de kwaliteit niet op peil? Dan kunnen fabrikanten de kwaliteit van het poeder vergroten door het materiaal te zeven en grote deeltjes uit het poeder te verwijderen. Daarnaast is het mogelijk de kwaliteit te verhogen door gebruikt poeder te mengen met nieuw, ongebruikt poeder.

Auteur: Wouter Hoeffnagel