Professional metal 3D printers - Frequently asked questions - SISMA S.p.A.

FAQ – Professional metal 3D printers with selective metal powder bed fusion laser.

FAQ – Professionelle 3D-Drucker für Metall mit selektivem Laser-Pulverbettschmelzen.
Ist das Material während des Druckvorgangs vollständig geschmolzen? Gibt es Porositäten im Inneren oder auf der Oberfläche?

Metallteile, die mit der LMF-Technologie (Laser Metal Fusion) gedruckt werden, haben in der Regel eine raue Oberfläche, zeichnen sich aber durch eine sehr hohe Dichte aus, die nahe bei 100% liegt, da das Material vollständig geschmolzen und nicht gesintert wird.

Was ist nach dem Druckprozess zu tun?
Mit LMF-Metalltechnologien hergestellte Produkte können einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um die durch den Prozess selbst entstandenen Eigenspannungen abzubauen und die mechanischen Eigenschaften zu verbessern (je nach Material sind verschiedene Arten der Alterung möglich, die sich auf die Härte, Zugfestigkeit und Duktilität auswirken können).
Die Notwendigkeit, die Oberflächenrauhigkeit zu verringern oder sehr enge Maßtoleranzen einzuhalten, erfordert den Einsatz verschiedener Technologien zur Oberflächenbearbeitung und -veredelung der hergestellten Produkte. Je nach Material können Zerspanungstechnologien (Drehen, Fräsen), EDM, Polieren oder Elektropolieren, Oberflächenbeschichtungen (PVD) eingesetzt werden.
Ist es möglich, Materialien zu drucken, die gegenüber der Atmosphäre hochreaktiv sind? Was sind die Risiken?
Alle Materialien sind unterschiedlich reaktiv gegenüber bestimmten Reagenzien. Deshalb findet der Prozess in der Kammer immer in Gegenwart eines Inertgases statt und die Sauerstoffkonzentration ist sehr niedrig (weniger als 0,3%).
Bei hochreaktiven Materialien wie Aluminium- und Titanlegierungen sind die Maschinen mit Sensoren für den Sauerstoffgehalt ausgestattet, die es ermöglichen, die Sauerstoffkonzentration auf unter 100 Teile pro Million (100ppm) zu senken.
Risiken im Zusammenhang mit der Handhabung reaktiver Materialien werden während des Arbeitsprozesses eliminiert. Um jegliche Gefahren bei der Werkzeugherstellung auszuschließen, verfügen die mit dem RM-Code (reaktive Materialien) gekennzeichneten Maschinen über eine Tür mit Handschuhen, die es ermöglicht, das Pulver jederzeit in einer inerten Atmosphäre zu handhaben und jeglichen Kontakt zwischen dem Material und der äußeren Umgebung zu vermeiden.
Ist es möglich, wertvolle und/oder reflektierende Metalle zu drucken? Wie kann ich die Verwendung dieser Materialien minimieren?
Edelmetalle reflektieren besonders stark bei Wellenlängen, wie sie für 1047nm Infrarotlaser typisch sind. Bei einigen MYSYNT100-Geräten, die mit PM (Edelmetall) gekennzeichnet sind, wird der Laserspot mit einem auf 30µm reduzierten Durchmesser verwendet, um die Energiedichte bei gleicher Laserleistung zu erhöhen.
Diese Maschinen verfügen auch über austauschbare Zylinderkits, um den Arbeitsbereich von Ø100mm auf 63,5mm und 34mm zu ändern.

Kann ich neue Legierungen oder Standardlegierungen von anderen Anbietern verwenden?
Die Prozessparameter sind bei allen MYSINT-Serien frei modifizierbar, so dass neben Sisma auch Pulver anderer Anbieter verwendet werden können. Die offenen Parameter erleichtern auch Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten, die auf die Charakterisierung neuer Materialien und Anwendungen abzielen.

Wie wichtig sind Reinigung und Wartung innerhalb der Kammer?
Die Sauberkeit innerhalb der Kammer während des Bauprozesses ist wichtig, um Qualität und Wiederholbarkeit zu gewährleisten.
Ein laminarer Schutzgasstrom parallel zur Arbeitsfläche ermöglicht die Entfernung von Oxiden und Dämpfen aus dem Prozess. Das Gas wird angesaugt, gefiltert und in die Arbeitskammer zurückgeführt. Die Strömung ist so konzipiert, dass eine Rezirkulation innerhalb der Kammer minimiert wird, die das Risiko einer Verschmutzung des Schutzglases birgt und den Erfolg des Prozesses beeinträchtigen würde.
Wie lange dauert es, einen Materialwechsel in der Maschine vorzunehmen?
Der Materialwechsel in Maschinen mit einem Zylindersystem ist sehr schnell, ein erfahrener Bediener kann einen kompletten Materialwechsel bei der MYSINT100 in weniger als einer Stunde und bei der MYSINT300 in etwa 2-3 Stunden durchführen.
Ist es möglich, das Pulver wiederzuverwenden? Welche Werkzeuge benötige ich?
Bei der MYSINT100-Maschine ist es möglich, das ungeschmolzene Pulver um das Teil herum zu entfernen, um das Teil direkt in der Maschine zu entnehmen, indem das gesamte zu siebende Pulver in den Rückgewinnungszylinder befördert wird und dann externe Laborperipheriegeräte zur Pulversiebung verwendet werden.
MYSINT 200 ermöglicht die Entfernung von nicht-geschmolzenem Pulver während des Kammerprozesses. Handschuhe an der Tür der Arbeitskammer ermöglichen es dem Bediener, in einer inerten Atmosphäre zu arbeiten, und der optionale Staubsauger ermöglicht es, den Staub im Inneren der Kammer in einer inerten Atmosphäre zu entfernen.
Für die MYSINT300 ist ein ganzes Ökosystem von Peripheriegeräten erhältlich, mit denen das nicht verfestigte Pulver um das Teil herum in externen automatischen oder halbautomatischen Stationen entfernt, abgesaugt und gesiebt werden kann, so dass kein Kontakt zwischen Bediener und Pulver entsteht.
Was sind die maximalen Abmessungen der bedruckbaren Teile?
Die MYSINT100 Maschinen in den Konfigurationen Standard, RM, DUAL und DUAL RM haben einen Arbeitsbereich von Ø100x1000mm.
Die Konfigurationen MYSINT100 PM, PMRM und RM PRO haben einen maximalen Arbeitsbereich von Ø100x80mm.
Mit der MYSINT 200 ist es möglich, Teile bis zu einem Durchmesser von Ø200 mal 200mm Höhe zu fertigen.
Die MYSINT300 Maschine hat einen Arbeitsbereich von Ø300x400mm. Dank des doppelten Ladezylinders kann das gesamte Bauvolumen genutzt werden, ohne dass während des Prozesses Pausen zum Nachladen von neuem Pulver eingelegt werden müssen.
Wie groß ist die kleinste druckbare Geometrie?
Die kleinste Geometrie hängt von einer Kombination aus Maschine und Material ab:
MYSINT100 mit 30µm Strahlfleck (PM, PMRM) ermöglichen die Konstruktion von Geometrien kleiner als 0,1mm
MYSINT100 und EVEMET200 mit 55µm Strahlfleck ermöglichen die Konstruktion von Geometrien bis zu 0,15mm
MYSINT300 verfügt über einen variablen Strahlfleck von 100 bis 500µm, was die minimale Geometrie auf etwa 0,2/0,25mm reduziert.

What comes after the printing process?

The products manufactured with metal LMF technologies may be subjected to thermal treatment to relax any residual tension resulting from the process itself and to increase the mechanical properties (according to the material, various types of curing are possible, which may affect hardness, traction resistance and ductility).

The need to reduce surface roughness or satisfy very tight dimensional tolerance requires the use of different finishing technologies and surface re-finishing on the manufactured products. According to the material used, various kinds of machining technology (turning, milling), electrical discharge machining, polishing or electropolishing and surface coatings (PVD) may be used.

Can highly air-reactive materials be printed? What are the possible risks?

All materials are reactive to specific reagents, in various ways. That’s why the process inside the work chamber occurs always in the presence of an inert gas and the oxygen concentration is very low (under .3%).

In the event of highly reactive materials like aluminum and titanium alloys, the machines are fitted with oxygen level sensors that enable it to be reduced to under 100 parts per million (100ppm).

The risks related to the management of reactive materials are eliminated during the work process. To eliminate all hazards during equipment setups, the machines identified with the RM (reactive materials) mark have an opening with gloves that allow powder handling always in inert atmosphere, avoiding all contact between materials and the external environment.

Can precious and/or reflecting metals be printed? How can I minimize the use of these materials?

Precious metals are particularly reflective at typical infrared laser wavelengths of 1047 nm. Some MYSYNT100 machine setups, identified with the PM (precious metal) marking, use a laser spot with a reduced 30 µm diameter to increase the energy density at the same laser power.

These machines are also distinguished by a kit of interchangeable cylinders to change the work field from Ø100 mm to 63.5 mm and 34 mm.

Can I use new alloys or standard alloys from other suppliers?

The process parameters can be changed in all MYSINT series equipment, thus allowing the use of powders from suppliers other than Sisma as well. Additionally, the open parameters facilitate R&D activities aimed at characterizing new materials and applications.
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