Überblick über 3d Druckpulver Lieferanten
3d-Druck-PulverBei der additiven Fertigung, auch bekannt als additive Fertigung, werden Pulver als Rohmaterial verwendet, um Bauteile Schicht für Schicht aufzubauen. Die Pulver werden durch Hitze, Laser oder Bindemittel miteinander verschmolzen oder verbunden, um dreidimensionale Objekte zu schaffen.
Es gibt verschiedene Technologien für den 3D-Druck wie selektives Lasersintern (SLS), direktes Metall-Lasersintern (DMLS), Elektronenstrahlschmelzen (EBM), Binderstrahlverfahren, Fused Deposition Modeling (FDM), Stereolithografie (SLA) und andere. Bei jedem Verfahren werden unterschiedliche Pulvertypen mit spezifischen Eigenschaften und Partikelgrößenverteilungen verwendet.
Arten von 3D-Druckpulvern
| Pulver Typ | Materialien | Merkmale |
|---|---|---|
| Kunststoffe | Nylon, ABS, TPU, PE, PP | Am weitesten verbreitet, kostengünstig, weniger stark |
| Metalle | Aluminium, rostfreier Stahl, Kobalt-Chrom, Titan, Werkzeugstahl | Hohe Festigkeit, Hitze-/Korrosionsbeständigkeit |
| Keramik | Glas, Tonerde, Zirkoniumdioxid | Verwendung bei hohen Temperaturen, spröde |
| Sand und Gießpulver | Quarzsand, Zirkonsand | Für Sandförmchen und Kerne |
| Magnetische Pulver | Eisen, Nickel, Kobalt | Anwendungen, die Magnetismus benötigen |
| Biokompatible Pulver | Titan, PEEK, TCP | Für medizinische Implantate, Prothetik |
Eigenschaften von 3D-Druckpulvern
| Eigentum | Beschreibung | Bedeutung in der additiven Fertigung |
|---|---|---|
| Morphologie der Partikel | Dies bezieht sich auf die Form und die Oberflächeneigenschaften der Pulverpartikel. | Kugelförmige oder nahezu kugelförmige Partikel sind ideal für eine optimale Fließfähigkeit, Packungsdichte und Druckfähigkeit. Unregelmäßig geformte Partikel können den Pulverfluss behindern und zu Unregelmäßigkeiten im gedruckten Teil führen. |
| Partikelgrößenverteilung | Die Größe der Pulverpartikel spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung verschiedener Aspekte des endgültigen Druckteils. | Eine enge Partikelgrößenverteilung gewährleistet eine gleichmäßige Packung und minimiert Hohlräume innerhalb der gedruckten Schichten. Die Partikelgröße beeinflusst auch die Oberflächenbeschaffenheit, wobei feinere Partikel in der Regel zu glatteren Oberflächen führen. Übermäßig feine Partikel können jedoch schwierig zu handhaben sein und die Fließfähigkeit beeinträchtigen. |
| Scheinbare Dichte & Klopfdichte | Diese Eigenschaften stellen die Schüttdichte des Pulvers unter verschiedenen Bedingungen dar. | Die scheinbare Dichte berücksichtigt die Zwischenräume zwischen den Partikeln im Ruhezustand, während die Abstichdichte einen stärker verdichteten Zustand widerspiegelt, der durch einen standardisierten Abstichprozess erreicht wird. Eine höhere Abstichdichte ist im Allgemeinen für eine effiziente Materialausnutzung und eine gute Maßhaltigkeit des gedruckten Teils wünschenswert. |
| Fließfähigkeit | Dies bezieht sich auf die Leichtigkeit, mit der Pulver unter der Schwerkraft oder anderen einwirkenden Kräften fließt. | Eine gute Fließfähigkeit ist für eine gleichmäßige Pulverabscheidung während des additiven Fertigungsprozesses unerlässlich. Pulver mit schlechter Fließfähigkeit können zu Ungleichmäßigkeiten in der Schichtdicke und möglichen Druckfehlern führen. |
| Thermische Eigenschaften | Dazu gehören Eigenschaften wie Schmelzpunkt, Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnungskoeffizient. | Die thermischen Eigenschaften beeinflussen das Verhalten des Pulvers während des Druckvorgangs erheblich. Der Schmelzpunkt bestimmt die für das Schmelzen erforderliche Laser- oder Energiequellenleistung, während die Wärmeleitfähigkeit die Wärmeverteilung und den möglichen Verzug des gedruckten Teils beeinflusst. Der Wärmeausdehnungskoeffizient muss berücksichtigt werden, um Eigenspannungen und Rissbildung beim Abkühlen zu minimieren. |
| Sinterbarkeit | Diese Eigenschaft bezieht sich auf die Fähigkeit der Pulverpartikel, sich während des Druckvorgangs miteinander zu verbinden. | Die Sinterfähigkeit ist entscheidend für starke und kohäsive Bindungen zwischen den Schichten, die zu einem robusten Endprodukt führen. Faktoren wie Partikelgröße, Oberflächenchemie und Materialzusammensetzung beeinflussen alle die Sinterfähigkeit. |
| Chemische Zusammensetzung | Die spezifischen Elemente oder Verbindungen, die in dem Pulver enthalten sind, bestimmen seine Gesamteigenschaften und seine Eignung für verschiedene Anwendungen. | Die chemische Zusammensetzung wirkt sich direkt auf die mechanischen Eigenschaften, die Korrosionsbeständigkeit und andere Leistungsmerkmale des endgültigen Druckteils aus. So können beispielsweise Metalllegierungspulver mit bestimmten Elementen eine hohe Festigkeit oder eine verbesserte Biokompatibilität für medizinische Implantate bieten. |
Anwendungen von 3D-Druck-Pulver
| Industrie | Anwendungen |
|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Turbinenschaufeln, Düsendüsen, Strukturrahmen |
| Automobilindustrie | Prototyping, kundenspezifische Teile wie Zahnräder |
| Medizinische | Zahnkappen, Implantate, Prothetik |
| Werkzeugbau | Gussmodelle, Spritzgussformen, Vorrichtungen und Halterungen |
| Architektur | Modelle, dekorative Bauelemente |
| Konsumgüter | Kundenspezifische Entwürfe, Rapid Prototyping |
3D-Druck-Pulver Spezifikationen
Pulvermaterialien, die in der additiven Fertigung verwendet werden, müssen strenge Spezifikationen für Partikelgrößenverteilung, Morphologie, Fließfähigkeit und Reinheit erfüllen. Typische Größenbereiche, Standards und Qualitäten sind unten aufgeführt:
| Material Typ | Partikelgröße (μm) | Normen | Gemeinsame Noten |
|---|---|---|---|
| Polymer-Pulver | 20-150 | ASTM D638 | PA12, PLA, ABS, PC |
| Metall-Pulver | 10-45 | ASTM F3049 | Ti-6Al-4V, 17-4PH, 316L |
| Keramische Pulver | 10-150 | ASTM F2792 | Zirkoniumdioxid, Tonerde, TCP |
| Gießereipulver | 140-200 | ASTM B213 | Quarzsand, Zirkonsand |
Globale 3d-Druck-Pulver-Lieferanten
Es gibt sowohl große globale Anbieter als auch kleinere Nischenhersteller von Pulver, die die additive Fertigungsindustrie bedienen:
Große Pulverproduzenten
| Unternehmen | Materialien |
|---|---|
| Sandvik | Nickel- und Titan-Legierungen |
| GKN Pulvermetallurgie | Werkzeugstähle, rostfreier Stahl |
| Höganäs | Nichtrostende Stähle, Legierungen |
| Zimmerer-Zusatzstoff | Kobalt-Chrom, Titan, mehr |
| BASF | Ultrafeine Polyamide |
Hersteller von Spezialpulvern
| Unternehmen | Materialien |
|---|---|
| LPW-Technologie | Aluminium, Titan, Ni-Legierungen |
| Praxair | Titan, Nickelsuperlegierungen |
| Arcam AB | Titan-Legierungen, CoCr, Aluminium |
| 3DXtech | Kunststoffe wie ABS, Nylon und andere |
Kostenanalyse von Metall-3D-Druckpulvern
| Faktor | Beschreibung | Auswirkungen auf die Kosten |
|---|---|---|
| Materialkosten | Dies bezieht sich auf den Grundpreis pro Kilogramm des Metalllegierungspulvers selbst. | Die Kosten für Metalllegierungspulver können je nach der spezifischen Legierungszusammensetzung erheblich variieren. Pulver für häufig verwendete Werkstoffe wie rostfreier Stahl oder Aluminium sind in der Regel günstiger als solche für Hochleistungslegierungen wie Nickelsuperlegierungen oder Titanaluminid. Darüber hinaus können das Vorhandensein von Seltenerdelementen oder komplexe Herstellungsverfahren die Kosten für das Pulver weiter erhöhen. |
| Pulver Volumen | Die Menge an Metalllegierungspulver, die für einen bestimmten Druckauftrag benötigt wird, hat einen direkten Einfluss auf die Gesamtmaterialkosten. | Eine sorgfältige Designoptimierung und die Minimierung der Stützstrukturen können dazu beitragen, die benötigte Gesamtpulvermenge zu reduzieren, was zu Kosteneinsparungen führt. Darüber hinaus kann der Einsatz von Pulverrückgewinnungssystemen, die unbedrucktes Pulver auffangen und wiederverwenden, bei der Produktion hoher Stückzahlen von Vorteil sein. |
| Wahl des Lieferanten | Die Auswahl eines seriösen Metallpulverlieferanten kann sich auf die Kosten auswirken. | Die Aushandlung von Großeinkaufsvereinbarungen oder die Suche nach alternativen Lieferanten mit wettbewerbsfähigen Preisstrategien kann zur Optimierung der Materialkosten beitragen. Es ist wichtig, den Preis mit Faktoren wie Pulverqualität, Konsistenz und technischer Unterstützung durch den Lieferanten in Einklang zu bringen. |
| Pulvereigenschaften | Die spezifischen Eigenschaften des Metalllegierungspulvers können seine Kosten beeinflussen. | Feinere Pulver erfordern im Allgemeinen komplexere Herstellungsverfahren und können teurer sein. Außerdem können Pulver mit enger Partikelgrößenverteilung oder speziellen Oberflächenbehandlungen zur Verbesserung der Fließfähigkeit einen höheren Preis erzielen. |
| Mindestbestellmenge | Einige Lieferanten haben möglicherweise Mindestbestellmengen für Metalllegierungspulver. | Dies kann ein Kostenfaktor sein, insbesondere bei der Herstellung von Prototypen oder Kleinserien. Die Suche nach Lieferanten mit geringeren Mindestbestellmengen oder die Zusammenarbeit mit anderen Nutzern, um Großeinkäufe zu teilen, können kosteneffektive Strategien sein. |
| Nachbearbeitungskosten | Mit 3D-Druckpulvern gedruckte Metallteile erfordern häufig Nachbearbeitungsschritte wie Wärmebehandlung oder heißisostatisches Pressen (HIP), um optimale mechanische Eigenschaften zu erzielen. | Die Kosten für diese Nachbearbeitungsschritte müssen bei der Gesamtanalyse berücksichtigt werden. In einigen Fällen kann die Notwendigkeit einer umfangreichen Nachbearbeitung die potenziellen Kostenvorteile des 3D-Drucks im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsmethoden zunichte machen. |
Vor- und Nachteile von 3D-Druck-Pulver
| Profis | Nachteile |
|---|---|
| Flexibilität bei der Gestaltung: 3D-Druckpulver ermöglichen die Herstellung komplexer Geometrien mit komplizierten Merkmalen, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur schwer oder gar nicht zu erreichen sind. Dies öffnet die Türen für innovative Designs und leichte Komponenten in verschiedenen Branchen. | Begrenzte Materialauswahl: Im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsverfahren ist die Auswahl an 3D-Druckpulvern noch in der Entwicklung begriffen. Es gibt zwar eine breite Palette von Materialien, aber einige Legierungen oder Spezialmaterialien sind möglicherweise nicht ohne Weiteres verfügbar oder müssen für bestimmte Druckverfahren qualifiziert werden. |
| Materialeffizienz: 3D-Druckpulver ermöglichen eine endkonturnahe Fertigung und minimieren den Materialabfall im Vergleich zu subtraktiven Verfahren wie der maschinellen Bearbeitung. Dies ist besonders bei teuren oder leistungsstarken Materialien von Vorteil. | Höhere Kosten: 3D-Druck-Pulver selbst können aufgrund der zusätzlichen Verarbeitung, die mit ihrer Herstellung verbunden ist, teurer sein als Schüttgut. Außerdem können die 3D-Druckausrüstung und die Nachbearbeitungsschritte zu höheren Gesamtproduktionskosten beitragen, insbesondere bei Kleinserien. |
| Maßgeschneiderte Eigenschaften: Die Eigenschaften von 3D-Druckpulvern lassen sich durch Anpassungen des Herstellungsprozesses und der Pulverzusammensetzung genau steuern. Dies ermöglicht die Herstellung von Materialien mit spezifischen Eigenschaften wie hohe Festigkeit, Leichtbau oder Biokompatibilität für medizinische Anwendungen. | Oberfläche: Die Oberflächenbeschaffenheit von mit 3D-Druckpulvern gedruckten Teilen kann im Vergleich zu maschinell bearbeiteten oder gegossenen Bauteilen rauher sein. Zusätzliche Nachbearbeitungstechniken wie Polieren oder maschinelle Bearbeitung können erforderlich sein, um die gewünschte Oberflächenqualität zu erreichen. |
| Rapid Prototyping: 3D-Druckpulver sind ideal für das Rapid Prototyping komplexer Teile. Dies ermöglicht schnellere Design-Iterationen und eine kürzere Markteinführungszeit für neue Produkte. | Sicherheitsaspekte: Der Umgang mit einigen 3D-Druckpulvern kann aufgrund der potenziellen Entflammbarkeit, des Einatmungsrisikos und der Hautreizung ein Sicherheitsrisiko darstellen. Eine angemessene persönliche Schutzausrüstung und die Einhaltung von Sicherheitsprotokollen sind unerlässlich. |
| Verwaltung der Bestände: Der 3D-Druck ermöglicht eine Produktion auf Abruf unter Verwendung von leicht verfügbaren Pulvern. Dadurch verringert sich die Notwendigkeit einer umfangreichen Lagerverwaltung für vorgefertigte Teile. | Prozesskontrolle: Additive Fertigungsverfahren mit 3D-Druckpulvern erfordern eine sorgfältige Kontrolle von Parametern wie Laserleistung, Scangeschwindigkeit und Schichtdicke. Unstimmigkeiten bei diesen Parametern können die Qualität und Leistung des gedruckten Endprodukts beeinträchtigen. |
FAQ
F: Welches ist der am häufigsten verwendete Kunststoff für 3D-Druckpulver?
A: Polyamid 12 (PA12, Nylon 12) ist das beliebteste Kunststoffpulver mit hervorragenden Eigenschaften und SLS-Prozesskompatibilität.
F: Was ist der Unterschied zwischen unbehandeltem und recyceltem Pulver?
A: Unbehandeltes Pulver ist frisch und unbenutzt, im Gegensatz zu recyceltem Pulver, das aus früheren 3D-Druckteilen stammt. Neuwertiges Pulver ist teurer, bietet aber eine höhere und gleichmäßigere Qualität.
F: Wie werden Metallpulver für die additive Fertigung hergestellt?
A: Metallpulver werden durch Gas- oder Wasserzerstäubung hergestellt, um feine kugelförmige Legierungspartikel aus geschmolzenem Ausgangsmaterial unter hohem Druck zu erzeugen. Die Pulver können speziellen Behandlungen unterzogen werden, um Größenverteilung, Morphologie, Fließverhalten oder Zusammensetzung zu verändern.
F: Welche Vorsichtsmaßnahmen sind bei der Handhabung von Pulvern zu treffen?
A: Die Verfahren für den Umgang mit Pulver müssen darauf abzielen, die Exposition zu minimieren, Leckagen und Verschüttungen einzudämmen, für geeignete Masken/PPE-Ausrüstung zu sorgen, eine angemessene Belüftung zu gewährleisten und eine gute Haushaltsführung zu gewährleisten. Einige Metallpulver können bei unvorsichtigem Umgang brennen oder explodieren.
F: Welche Pulverpartikelgrößen sind optimal?
A: Partikelgrößen von 10 Mikron bis etwa 100 Mikron bieten normalerweise die besten Ergebnisse beim gleichmäßigen Auftragen dünner Schichten. Feinere nanoskalige Partikel können agglomerieren, während große Partikel die Auflösung verringern. Es ist wichtig, die Partikelgröße an die Anforderungen des 3D-Druckers anzupassen.
F: Wie werden die Eigenschaften von Teilen durch Pulver beeinflusst?
A: Die Pulvereigenschaften haben einen direkten Einfluss auf Dichte, Oberflächengüte, Präzision, mechanische Eigenschaften, Mikrostruktur und Leistung gedruckter Komponenten. Abgestufte kundenspezifische Legierungen und Partikelbeschichtungen ermöglichen die Anpassung der Materialeigenschaften in der additiven Fertigung.
