METALLBAUTEILE AUS ADDITIVER FERTIGUNG

Designempfehlungen

✦ Die Metal Binder Jetting Technologie ermöglicht eine fast vollständige geometrische Freiheit. Fast – aber nicht ganz. Es gibt eine Reihe von Einschränkungen im Design, die hauptsächlich auf die Entpulverung und Versinterung zurückzuführen sind.

Allgemeine kriterien

  • Bauteilgröße. Stellen Sie sich Komponenten in der Größe eines Tennisballs oder kleiner vor (als Richtlinie).
  • Geometrie. Denken Sie an Komponenten mit komplexer Geometrie, die beispielsweise interne Kanäle, definierte Hohlräume, Überhänge usw. enthalten.
  • Auflösung. Feine Details, wie Rändelungen, Logos, Gittern, schmalen Rillen, kleinen Laschen usw. können hier berücksichtigt werden.

1. Flache auflageflächen

  • Es empfiehlt sich die Teile während des Sintervorgangs auf einer ebenen Fläche aufzulegen, die an den schwersten Stellen größtmöglichen Halt bietet. Ziel ist es, einen Verzug der Geometrie zu minimieren.
  • Sollten keine flachen Auflageflächen möglich sein, wird zur Vermeidung von Verzug empfohlen, auf Trägerunterlagen zu sintern, die sich der Form des Teils anpassen.

2. Wandstärke

  • Um Verformungen vorzubeugen und Maßschwankungen zu reduzieren, empfiehlt es sich, einheitliche Wandstärken zu verwenden oder das Bauteil mit stufenlosen Übergängen zwischen Abschnitten unterschiedlicher Dicke zu konstruieren.
  • Es wird empfohlen, die Teile mit einer Wandstärke im Bereich von > 1 mm an Außenwänden und > 5 mm an geschützten Innenwänden auszulegen. In bestimmten Fällen ist es möglich, den Bereich auf Minimalwerte von 0,3 mm und Maximalwerte von 30 mm zu erweitern.

3. Pulverabsauglöcher/stifte

  • Das Vorhandensein von Hohlprofilen in den Bauteilen macht das spätere Absaugen von überschüssigem Pulver während der Entpulverungsphase erforderlich. Daher sind zwingend entsprechende Absaugöffnungen im Design vorzusehen.
  • Im Allgemeinen werden mindestens 2 Absaugöffnungen empfohlen, die endgültige Anzahl hängt jedoch vom Volumen des Gehäuses und seinem Durchmesser ab.
  • Die Durchmesser der Abluftlöcher sollten so groß wie möglich sein, um eine ausreichende Entpulverung des Bauteils zu ermöglichen, ohne seine Festigkeit zu beeinträchtigen. Im Allgemeinen ist von > 0,5 mm für Sack- oder Durchgangslöcher und etwa 5 mm für interne Verbindungen zwischen Hohlräumen oder Kanälen auszugehen.
  • Wenn das Bauteil Stiftgeometrien enthält, wird empfohlen, dass diese einen Durchmesser von mehr als 1,5 mm und ein Verhältnis von 10:1 bezüglich ihrer Länge haben.

4. Verstärkung schwacher bereiche

Die Gestaltung dünner Querschnitte, schlanker Formen oder Ausleger erfordert das Vorhandensein von Querstreben, Trägern, Rippen und anderen Verstärkungen. Ziel ist es, die Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit der Grünlinge zu erhöhen sowie deren Verarbeitung zu ermöglichen/erleichtern, die Dimensionsstabilität zu verbessern, ein Kollabieren des Teils zu vermeiden und Verformungen vorzubeugen. Die Dicke der Verstärkungselemente sollte idealerweise 40–60 % der Dicke der Sektion betragen, in der sie angebracht sind. Ihre Länge sollte nicht mehr als das Dreifache ihrer Dicke betragen.

5. Gewinde

Es ist möglich, ein bestimmtes Spektrum an kompletten Innen- und Außengewinden zu generieren, ohne dass eine Bearbeitung erforderlich ist. Es ist ratsam, Gewinde mit geringer Steigung zu vermeiden, ihre Länge zu minimieren und das Bauteildesign so zu wählen, damit sich das Gewinde an einer günstigen Position befindet, die die Auswirkungen einer anisotropen Schrumpfung während des Sinterns minimiert.

6. Maßhaltigkeit

  • Maßgenauigkeit ist wesentlich besser als beim Pulverbettschmelzen und ähnlich wie beim Metal Injection Molding.
  • Allgemeine Toleranzen: ±1,3 % für ein Nennmaß von 30 mm in 5σ.

7. Oberflächengüte

  • Das Metal Binder Jetting-Verfahren ermöglicht die Herstellung von Bauteilen mit einer Rauheit von ca. 6 Ra nach dem Sintern und ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Nachbearbeitungen.
  • Wie bei Metallteilen, die mit anderen Technologien hergestellt werden, kann die Oberflächengüte durch bestimmte Nachbehandlungen weiter verbessert werden.

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