You have selected Nederland. Based on your configuration, United States might be more appropriate. Do you want to keep or change the selection?

Amorfe metalen 3D-afdrukken | TRUMPF

Amorfe metalen 3D-afdrukken

Het nieuwe supermateriaal voor additive manufacturing

Extreem vast, maar tegelijkertijd heel elastisch: amorfe metalen, ook wel metallische glazen genoemd, zijn hét nieuwe supermateriaal bij het 3D-printen van allerlei hightech-toepassingen. De spannende eigenschappen ervan bieden een enorm potentieel voor innovatieve componenten op het gebied van medische techniek, lucht- en ruimtevaart, robotica, e-mobiliteit en lifestyle.

Wat zijn amorfe metalen?

Amorfe metalen worden ook wel metallische glazen genoemd en zijn heel bijzondere allroundtalenten. Want hoewel ze extreem vast zijn, zijn ze tegelijkertijd zeer elastisch – eigenlijk twee tegenstrijdige eigenschappen. De unieke structuur van metallische glazen maakt het mogelijk. Amorfe metalen hebben in tegenstelling tot kristallijn materiaal geen geordende roosterstructuur. Dit ontstaat door een hoge afkoelsnelheid van de gesmolten massa. Op deze manier wordt voorkomen dat de deeltjes in het metaal gelijkmatig worden gerangschikt. Het resultaat: een amorfe, dus niet kristallijne vaste stof, waarin de atomen in een vrijwel ongeordende toestand zijn gerangschikt.

Welke voordelen hebben metallische glazen?

Hoge hardheid en vastheid bij tegelijkertijd hoge elasticiteit: uit deze unieke combinatie ontstaan talloze voordelen bij de productie van amorfe componenten.

Isotroop gedrag

Amorfe componenten beschikken in alle richtingen over dezelfde materiaaleigenschappen. Daardoor ontstaan veel voordelen, zoals bijvoorbeeld bij additive manufacturing, omdat het bouwvolume in combinatie met de uitlijning van de component optimaal kan worden benut.
 

Biocompatibiliteit

3D-geprinte amorfe componenten zijn biocompatibel en daardoor voorbestemd voor veel toepassingen in de medische techniek. Zo kunnen amorfe implantaten individueel aan de lichaamsbouw van de patiënt worden aangepast.

Elasticiteit

Amorfe metalen beschikken over een hoge rekgrens in combinatie met een elastische stretch van bijna 2%. Daardoor ontstaan veel voordelen bij de productie van implantaten, sensoren of scharnierverbindingen, omdat de vering aanzienlijk wordt verbeterd.

Lichtgewicht constructie

Door de hoge vastheid kunnen componenten uit amorfe metalen dunner, materiaalbesparender en daardoor lichter worden gemaakt. Bijzonder belangrijk is dit op het gebied van robotica of medische techniek, maar ook in de lucht- en ruimtevaart en de e-mobiliteit.

Gebruik in zeer koude omgevingen

Amorfe metalen zijn rekbaar bij lage temperatuur, d.w.z. dat ze uitstekend kunnen worden gebruikt in toepassingen met een extreem lage temperatuur en hun eigenschappen behouden. Daarom is deze materiaalklasse voorbestemd voor de lucht- en ruimtevaartbranche.

Slijtvastheid

Amorfe metalen hebben een zeer hoge hardheid en daarmee een geringe slijtage, die vergelijkbaar is met keramiek. Deze eigenschap is vooral erg belangrijk voor sterk belaste componenten in de gereedschaps- en mallenmakerij en voor lifestyle-producten zoals hoogwaardige horloges.

Amorfe metalen – 3 vragen over het nieuwe supermateriaal

Hoe kunnen amorfe metalen in 3D worden geprint?

TRUMPF en Heraeus AMLOY hebben samen een proces ontwikkeld dat werkt met een fijne focus en extreem klein smeltvolume. De warmte wordt snel afgevoerd. Zo wordt de kritische afkoeltijd van 200 kelvin per seconde bereikt: uit het poederbed ontstaat een individueel aangepast en amorf verstijfd implantaat.

Wat zijn de voordelen van amorfe metalen voor implantaten?

Omdat metallische glazen niet over een kristalrooster beschikken, gedragen ze zich totaal anders dan andere metalen. Ze zijn tegelijkertijd extreem vast, zeer elastisch en uitermate slijtvast. Zo kunnen ook implantaten uit amorfe metalen de enorme druk op het menselijk lichaam uitstekend weerstaan. Dit zijn niet alleen klappen of&stoten. Het kaakbeen wordt bij het bijten en kauwen regelmatig langdurig belast, een ribbot moet per jaar ongeveer acht miljoen adembewegingen doorstaan.

Waarom zijn metallische glazen bijzonder geschikt voor het 3D-printen van botten?

Amorfe legeringen beschikken over een elasticiteitsmodulus die vergelijkbaar is met die van menselijke botten. Dit is een enorm voordeel voor het genezingsproces en de belastbaarheid van de voorheen verzwakte plaatsen in het lichaam. Tegelijkertijd zijn de legeringen corrosiebestendig en gecertificeerd biocompatibel.

Amorfe metaallegeringen – focus op 4 eigenschappen

Heraeus AMLOY heeft innovatieve legeringen ontwikkeld, die onder andere uitermate geschikt zijn voor de productie van  innovatieve implantaten. Er zijn al op zirkonium gebaseerde legeringen beschikbaar, zoals Amloy-ZR01 en Amloy-ZR02. Deze laatste is al een volgens ISO 10993-5 en ISO 10993-12 biocompatibel gecertificeerd materiaal. Bovendien geldt titaan als materiaal voor medische componenten zoals botimplantaten of pacemakers. De actuele onderzoeken naar titaanlegeringen voor gebruik in de medische techniek zijn veelbelovend. Of het nu gaat om titaan of zirkonium – amorfe legeringen maken indruk door verschillende eigenschappen en vormen daarom voor specifieke toepassingen een bijzonder voordeel.

 
Welke amorfe toepassingen zijn er?

Van een lifestyle-horloge tot medische techniek en lichtgewicht constructies: amorfe metalen openen nieuwe toepassingsmogelijkheden voor een groot aantal branches en industrieën. Een belangrijk voordeel ontstaat door 3D-printen en metallische glazen te combineren. Ontdek meer!

Meer informatie

Welke amorfe toepassingen zijn er?

Van een lifestyle-horloge tot medische techniek en lichtgewicht constructies: amorfe metalen openen nieuwe toepassingsmogelijkheden voor een groot aantal branches en industrieën. Want door de combinatie van 3D-printen en metallische glazen wordt vooral één ding duidelijk:&het materiaal kan optimaal worden verwerkt en daarbij kunnen de fijnste structuren met een glad oppervlak worden gecreëerd. Toepassingen die om een zeer hoge corrosie- en slijtvastheid vragen, kunnen ideaal worden gerealiseerd. 

Medische techniek

Met amorfe metalen krijgt de medische techniek precies waarnaar deze op zoek is: de perfecte grondstoffen voor de productie van duurzame scalpels of minimaal invasieve instrumenten. Maar ook in het menselijke lichaam zullen amorfe metalen in de toekomst een belangrijke rol spelen, als implantaten.

Lifestyle-producten

Polijstbare oppervlakken van hoge kwaliteit en een goede krasbestendigheid geven lifestyle-producten net dat beetje extra. Daarom zijn ze essentieel voor hoogwaardige consumentenelektronica, horloges en sieraden.

General Industries

Door de methode van additive manufacturing kunnen veel industrieel geproduceerde componenten "als één geheel" worden geproduceerd. Zo hoeven de componenten niet meer afzonderlijk te worden geproduceerd en vervolgens in elkaar worden gezet.

Met deze machines print u amorf, zelfs seriematig

Waarom 3D-printen en amorfe metalen een perfect dreamteam zijn: lees hier hoe de TruPrint-systemen van TRUMPF en het speciaal geoptimaliseerde poeder met een hoge zuiverheidsgraad van Heraeus AMLOY perfect samengaan.

Meer informatie

Met deze machines print u amorf, zelfs seriematig

Een echt dreamteam: 3D-printen en amorfe metalen. Of anders gezegd: de TruPrint-systemen van TRUMPF en het speciaal geoptimaliseerde poeder met een hoge zuiverheidsgraad van Heraeus AMLOY. De TruPrint 1000 en 2000 zijn namelijk bijzonder geschikt voor het printen van amorfe metalen. De kleine straaldiameters maken perfecte oppervlaktekwaliteit mogelijk. Daardoor wordt de nabehandeling van de toepassingen vereenvoudigd of vervalt deze compleet. Overtollig poeder kan "inert" worden verwerkt voor het verdere bouwproces, dus onder schermgas. Dit beschermt het materiaal tegen schadelijke invloeden, zoals zuurstof, dat snel reageert met metallische glazen. Met een straaldiameter van 55 µm genereert de laser een klein smeltbad. De warmte wordt snel afgevoerd en er wordt een kritische afkoelsnelheid van 200 kelvin per seconde aangehouden. Het metaal kan zo niet kristalliseren. In de TruPrint 2000 belichten zelfs twee lasers van 300 watt het totale bouwvolume parallel. Zo kunnen amorfe componenten zeer kwalitatief en productief in serie worden geproduceerd. Dankzij Condition Monitoring, Powder Bed Monitoring en Melt Pool Monitoring kunnen bovendien fouten in het proces al in een vroeg stadium worden herkend. Een ronde zaak.

Ask the Expert: onze materiaalspecialist Christian Schauer legt uit

Christian Schauer stelt de nieuwe materiaalgroep metallische glazen en de bijzondere eigenschappen en toepassingen ervan voor.

Deze onderwerpen vindt u misschien ook interessant

Contact
Customer Service
Fax 088 400 2444
E-mail
Service & contact