Metaalpoeder 3D printen veilig te hergebruiken
Volgens UT-promovendus Laura Cordova Gonzalez kunnen metaalpoeders die worden gebruikt bij ofwel 3D printen veilig worden hergebruikt. Zo kan men afval verminderen bij de productie van veel functionele onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart, de biomedische industrie, de energiesector en de auto-industrie.
De meeste bedrijven maken gebruik van een grote opslag van reserveonderdelen om te voorkomen dat machines of voertuigen onnodig stilstaan. Dit heeft veel ruimte nodig en niet alle opgeslagen onderdelen worden gebruikt. Door gebruik te maken van 3D-printen is het niet meer nodig om reserveonderdelen op voorraad te hebben omdat ze geproduceerd kunnen worden wanneer ze nodig zijn.
Hergebruik van metaalpoeder 3D printen
Slechts een kleine hoeveelheid van het metaalpoeder dat bij 3D-printen wordt gebruikt, wordt daadwerkelijk tot een onderdeel gesmolten. Na het drukken wordt het overtollige poeder uit het eindproduct verwijderd. Eventueel wordt het opgeslagen voor later gebruik, maar er is te weinig bekend over de kwaliteit van dit poeder. Zowel het smelten als de opslag kan het poeder verontreinigen en de eigenschappen ervan veranderen. Hierdoor wordt het onbetrouwbaar. Hergebruik van het poeder is een risico dat de meeste bedrijven niet willen maken. “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”, aldus Cordova Gonzalez.
Veranderde structuur
In haar proefschrift beschrijft Cordova Gonzalez een methode om metaalpoeder veilig te hergebruiken voor selectief lasersmelten. In haar onderzoek keek ze naar vier verschillende metaalpoeders die vaak worden gebruikt bij 3D printen. Al deze poeders hadden verschillende eigenschappen na een aantal cycli van hergebruik. Cordova Gonzalez: “Na vier keer hergebruiken vertonen onderdelen gebouwd met hergebruikt poeder meer microporiën dan onderdelen gemaakt van nieuw poeder”. De gewijzigde structuur had geen effect op de mechanische eigenschappen bij statische belasting.
Nieuwe opslagmethode
Om de kwaliteit van het poeder te garanderen stelt Cordova Gonzalez een nieuwe methode voor om het poeder zowel te hergebruiken als op te slaan. Zij adviseert om het poeder te analyseren voor het eerste gebruik, na langdurige opslagperiodes en tussen de cycli door. Dit is afhankelijk van de benodigde betrouwbaarheid van het eindproduct. Om de kwaliteit van het gebruikte poeder te verhogen, kunnen fabrikanten het poeder zeven om te grote deeltjes te verwijderen of het poeder te vernieuwen door het te mengen met nieuw, ongebruikt poeder.
