Amorfe metalen 3D-printen

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

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.

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. 

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.

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.

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.

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 LMF-proces, 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.