Einführung
Binder-Jetting verfügt über vielfältige Fähigkeiten in der vielfältigen Produktion von funktionellen Metallteilen, vollfarbige Prototypen, Figuren und großer Sandguss. Wir werden die Mechanik, Eigenschaften und Hauptvorteile des Binder Jetting vorstellen.
Binder-Jetting-Prozess
Binder Jetting erstellt Teile mit Klebstoff Schicht für Schicht durch Pulverartikel. Der Recoater verteilt eine dünne Pulverschicht auf dem Plattformbett, dann tragen Druckköpfe selektiv Haftmittel auf Pulver auf und verbinden sie zu einer Schicht. Bei vollfarbigen Prototypen werden die Farbmittel in diesem Schritt auf das Pulver gespritzt. Die Konstruktionsplattform bewegt sich in einer dicken Schicht nach unten und wiederholt diesen Vorgang, bis der letzte Teil fertig ist.
Binder Jetting trägt je nach Anwendung unterschiedliche Materialien auf, formt Metall zu Gips oder PMMA. Um vollfarbige Prototypen und Hochtemperaturfunktionen zu erfüllen.
Binder-Jetting-Design
Binder Jetting bietet große Gestaltungsfreiheit, alle Herstellungsverfahren finden bei niedriger Temperatur statt. Es gibt also keine Fehler, die mit thermischen Effekten verbunden sind. Außerdem gibt es keine Stützstrukturen, Teile sind vollständig eingekapselt und werden von umgebenden Pulverpartikeln gestützt.
Nach dem Druckprozess sind die Teile im Grünzustand zerbrechlich, Nachbearbeitungen wie Sintern oder Infiltration erzeugen die endgültigen Teile. Dies wird hinzugefügt Einschränkungen im Design, als dünne Merkmale im grünen Zustand während der Handhabung.
Druckfunktionen
| Feature | Empfohlener Mindestwert |
| Wandstärke | Wir empfehlen eine Mindestwandstärke von 2,0 mm. Dadurch werden Schäden beim Entfernen und Handhaben verringert. |
| Nicht unterstützte Wände | Nicht unterstützte Wände haben ein höheres Beschädigungsrisiko während der Handhabung, diese Wandstärke sollte dicker als 3,0 mm sein. |
| Geprägte und gravierte Details | Geprägte und gravierte Details müssen mindestens 0,5 mm unter oder über der Oberfläche liegen, damit sie sichtbar sind. |
| Nicht unterstützte Kanten | Nicht unterstützte Kanten sollten weniger als 2,0 mm betragen, um ein Brechen im grünen Zustand zu vermeiden. |
| Filets | Alle Verrundungen sollten einen Radius von mindestens 1,0 mm haben, dieses Design sollte in allen möglichen Kanten verwendet werden. Um Schäden im grünen Zustand zu vermeiden. |
| Lochgröße | Der Mindestdurchmesser sollte größer als 1,5 mm sein. |
| Fluchtlöcher | Bei Hohlprofilen muss der Durchmesser der Fluchtlöcher mindestens 5,0 mm betragen, die Anzahl der Fluchtlöcher sollte mindestens 2 betragen. |
| Merkmalsgröße | Obwohl dieser Prozess sehr feine Details erzeugen kann, sind die spröden Teile im Grünzustand ein großes Problem. Wir empfehlen, dass die Mindestgröße der Merkmale 2,0 mm beträgt. |
Grüner Staat
Beim Binder Jetting sind die Teile im grünen Zustand zerbrechlich. Aus diesem Grund bestehen sie aus Sand- oder Pulverpartikeln. Es ist schwierig, eine Nachbearbeitung anzuwenden, wenn Teile zu zerbrechlich sind. Designer sollten sich an die Richtlinien halten, um sicherzustellen, dass die Teile in Handhabung und Nachbearbeitung stark genug sind.
Wenn die Merkmale oder Details zu zerbrechlich sind, sollten wir zusätzliche Verstrebungsstrukturen hinzufügen, um die Steifigkeit der Teile zu verbessern, anstatt sie nach dem Infiltrieren oder Sintern zu entfernen. Es wird jedoch Kosten und Zeit hinzufügen.
Infiltration und Sinterung
Binder Jetting wendet Sekundärprozesse wie Infiltration oder Sintern an, um funktionale Metallteile herzustellen. Vollfarbige Sandsteinteile können auch durch Infiltration verbessert werden, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern.
Infiltration: Nach dem Binder Jetting werden die Grünteile in Öfen gelegt, der Binder wird ausgebrannt, dabei sind die Teile ca. 60% porös. Infiltrieren Sie dann Bronze durch Kapillarwirkung in Hohlräume und erhalten Sie schließlich eine geringe Porosität mit guter Festigkeit.
Sintern: Nach dem Binder Jetting werden die Grünteile in Hochtemperaturöfen gelegt, der Binder wird ausgebrannt und die Metallpartikel werden zusammengesintert, um schließlich eine geringe Porosität von 3% zu erhalten.
Infiltration und Sinterung beim Metall Binder Jetting führt zu Schrumpfung und Dimensionsreduktion, der Sintereffekt ist stärker ausgeprägt. Die Schrumpfung hängt stark von den Teilegeometrien ab, ungleichmäßige Schrumpfung ist ein Problem, das in der Konstruktionsphase berücksichtigt werden sollte.
Binder-Jetting-Teile nach Infiltration oder Sinterung erreichen eine Dichte von 90% und 97%, es gibt immer noch eine gewisse innere Porosität. Das bedeutet, dass ihre mechanischen Eigenschaften denen von Bulkmaterial oder anderen 3D-Drucktechnologien wie DMLS unterlegen sind.
Vollfarbdruck
Binder Jetting kann vollfarbige Teile drucken, indem Tinte und Bindemittel auf das Gips- oder PMMA-Pulver gespritzt werden. Nach dem Drucken sollten die Teile mit Sekundenkleber beschichtet werden, um die Festigkeit der Teile zu verbessern und die Farbbrillanz zu verstärken. Die zweite Epoxidschicht wird hinzugefügt, um die Festigkeit und das Farberscheinungsbild weiter zu verbessern. Durch diese zusätzlichen Schritte werden die Teile auch sehr spröde und nicht für Funktionsteile geeignet.
Binder-Jetting-Materialien
Wir fassen die gebräuchlichsten Materialien mit Eigenschaften zusammen.
| Material | Beschreibung | Eigenschaften |
| Vollfarbiger Sandstein | Realistische, hochauflösende, vollfarbige Konzeptmodelle und Prototypen | Vollfarbige nicht funktionsfähige ModelleSehr spröde |
| Quarzsand | Industrielle Gießformen und -kerne | Sehr hohe thermische BeständigkeitHervorragend für Sandgussanwendungen |
| Edelstahl (bronzeinfiltriert) | Niedrige Streckgrenze für einfaches Bearbeiten und Polieren | Gute mechanische EigenschaftenBearbeitbar10% innere Porosität |
| Edelstahl (gesintert) | Hohe Zugfestigkeit und Temperaturbeständigkeit, hohe Korrosionsbeständigkeit | Gute mechanische EigenschaftenHohe Korrosionsbeständigkeit3% innere Porosität |
| Inconel-Legierung (gesintert) | Nickel-Chrom-Superlegierung mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften | Hervorragende mechanische EigenschaftenGute TemperaturbeständigkeitHohe Chemikalienbeständigkeit |
| Hartmetall (gesintert) | Für hochverschleißfeste, abrasive Hartmetall-Schneidwerkzeuge | Sehr hohe Härte |
Nachbearbeitung
Aufgrund der Natur des Binder Jetting gibt es eine begrenzte Anzahl von Nachbearbeitungsverfahren.
Metal Binder Jetting-Teile haben nach dem Infiltrieren und Sintern 3 normale Nachbearbeitungen, Schleifen, Polieren und maschinelle Bearbeitung, um das Aussehen und die Maßhaltigkeit der Teile zu verbessern. Diese Teile können auch mit anderen gewöhnlichen Metalloberflächen versehen werden.
Sandgusskerne und -formen erfordern eine thermische Nachbehandlung, um die Festigkeit zu verbessern.
Vollfarbige Modelle müssen allgemein getaucht oder beschichtet werden, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern.
Klarlack kann auch aufgetragen werden, um die Verschleißfestigkeit zu verbessern und glatte Oberflächen zu erhalten.