Das 3D-Druck-Unternehmen EOS und die Firma Linde haben gemeinsam den Einfluss von Sauerstoff in der Druckprozesskammer und die Auswirkung auf die kritischen Eigenschaften der Aluminiumlegierung AlSi10Mg untersucht. Für die Messungen verwendeten sie das ADDvance® O2 precision – System von Linde. Wir haben die Ergebnisse zusammengefasst.

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EOS und Linde LogosDas 3D-Druck-Unternehmen EOS und das Industriegas-Unternehmen Linde haben in einer wichtigen Studie den Einfluss von Sauerstoff in der Druckprozesskammer und seine Auswirkung auf die kritischen Eigenschaften von der Aluminiumlegierung AlSi10Mg untersucht. Die Ergebnisse der Studie sollen den optimalen, wiederholbaren und zuverlässigen Druck der vielfach eingesetzten Legierung fördern, heißt es in einer Mitteilung an das 3D-grenzenlos Magazin.

Die Sauerstoffüberwachungstechnologie für die additive Fertigung von Linde, ADDvance® O2 precision, – wird für diese Studie von beiden Unternehmen als maßgeblich zum Erreichen der eindeutigen und hochpräzisen Ergebnisse anerkannt.

Pierre Forêt, Senior Expert Additive Manufacturing, Linde, sagte:

„EOS ist einer der weltweit führenden Technologieanbieter im Bereich des industriellen 3D-Drucks von Metallen und Polymeren. Die Auswahl, gemeinsam mit ihnen die Zukunft des Drucks von Aluminiumlegierungen voranzutreiben, ist ein Beweis für unsere Expertise bei atmosphärischen Gasen und Materialien. Wir freuen uns, dass unsere ADDvance O2-Präzisionsüberwachungstechnologie einen so großen Beitrag zur genauen Messung dieser so wichtigen Sauerstoffwerte geleistet hat.“

Analyse mit ADDvance O2 precision

3D-Drucker M 290 von EOS
Der Metall-3D-Drucker „M 290“  (im Bild) kam bei der Untersuchung zum Einsatz (Bild © EOS).

Beim proprietären DMLS®-Bauprozess von EOS wird hochreines Gas in die Baukammer gespült für den 3D-Druck in einer Argon- oder Stickstoffatmosphäre. Das Gas ersetzt zu einem relativen Verhältnis die Umgebungsluft, bis eine Sauerstoffkonzentration unter 1000 ppm erreicht ist. Kleine Schwankungen des Sauerstoffgehalts können die mechanischen Eigenschaften von sauerstoffempfindlichen Legierungen beeinflussen – einschließlich der prozessbedingten Alterung des Metallpulvers.

Bei der Untersuchung der Gaswechselwirkung mit EOS Aluminium AlSi10Mg-Pulver wurde ADDvance O2 precision ausgewählt, um die Gasanalyse kontinuierlich zu analysieren. Erkennt ADDvance O2 Precision O2-Konzentrationen von nur 10 ppm, dann leitet es automatisch einen Spülprozess ein, damit die atmosphärischen Bedingungen aufrecht bleiben.

Weitere Details und Ergebnisse der Studie

21 Bauaufträge wurden auf der EOS M290 Anlage mit unterschiedlichen Restsauerstoffkonzentrationen in der Prozessgasatmosphäre – von 1000 ppm bis 5000 ppm – ausgeführt. Auf der Prozesskammer, im Umwälzfiltersystem und im ADDvance O2-Präzisionssystem wurden Sauerstoffsensoren platziert, die für präzise Messungen auf 500 ppm kalibriert waren.

Dr. Astrid Rota, Leiterin Metallprozesstechnik bei EOS, sagte:

„Für EOS ist eine konsistente und zuverlässige Gasatmosphäre sowie die Genauigkeit der Sauerstoffmesswerte für uns von entscheidender Bedeutung, da sie für unsere Kunden von entscheidender Bedeutung ist.“

Die abgeschlossene Studie brachte folgende Ergebnisse:

  • Die EOS M 290 mit dem EOS Aluminium AlSi10Mg Pulver und Prozessparametern ermöglichen ein hochwertiges, reproduzierbares Endteil.
  • Ein Sauerstoffgehalt unter 1000 ppm während der Verarbeitung verhindert eine Zunahme der Anzahl und Größe der Poren und gewährleistet eine hohe Teiledichte und die erforderlichen mechanischen Eigenschaften.
  • Der Alterungsprozess des Pulvers wird reduziert, wenn der O2-Gehalt unter 1000 ppm gehalten wird. Das ermöglicht eine häufigere Wiederverwendung des Pulvers.
  • Die Position des Sauerstoffsensors beeinflusst die Messung. Optimal ist der Sensor in der Nähe des Pulverbetts.

Das Whitepaper zur Studie kann hier runtergeladen werden. Über alle weiteren News zum 3D-Druck weltweit berichten wir täglich im 3D-grenzenlos Magazin (Newsletter abonnieren).

Video zu Linde ADDvance 02 precision

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