Binder Jetting

Die Partikelgrößenverteilung ist für das Binder Jetting von entscheidender Bedeutung, da sie die Pulverbettpackung und die Fließfähigkeit beeinflusst, was wiederum Auswirkungen auf die Verarbeitungsqualität und die Eigenschaften der Endkomponenten hat.

Um die Partikelgrößenverteilung von Metall-, Keramik- und Polymerpulvern für das Binder Jetting zu messen, ist die Laserdiffraktion ein bewährtes Verfahren, das von Pulver-, Komponenten- und Maschinenherstellern weltweit zur Qualifizierung und Optimierung von Pulvereigenschaften eingesetzt wird. Malvern Panalytical liefert Instrumente zur Unterstützung dieser Hersteller bei der Laserdiffraktion. Mit unserem labortauglichen Mastersizer oder der Insitec-Onlinelösung ermöglicht die Laserdiffraktion eine vollständige, hochauflösende Bestimmung der Partikelgrößenverteilung.

Sowohl Partikelgröße als auch deren Form beeinflussen die Dichte des Pulverbetts und die Fließfähigkeit des Pulvers. Da diese wiederum Auswirkungen auf die Eigenschaften der Endkomponenten haben, ist die Partikelform eine weitere Eigenschaft, die beim Binder Jetting optimiert werden muss. Glatte, gleichmäßig geformte Partikel sind vorzuziehen, da sie leichter fließen und packen können als solche mit rauer Oberfläche und unregelmäßiger Form.

Damit Unternehmen in der additiven Fertigung diese gleichmäßige Form erreichen können, kann das automatisierte Bildgebungssystem Morphologi 4 zur Klassifizierung und Quantifizierung der Größe und Form von Metall-, Keramik- und Polymerpulvern eingesetzt werden. Es kombiniert dafür Partikelgrößenmessungen wie Länge und Breite mit Bewertungen von Partikelformmerkmalen wie Rundheit und Konvexität (Rauheit). 

Die Analyse der Elementzusammensetzung von Pulvern aus Metalllegierungen ist besonders beim Binder Jetting von Bedeutung, da bereits kleine Schwankungen bei in der Konzentration von Legierungselementen ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften beeinflussen können, darunter Festigkeit, Härte, Lebensdauer und Chemikalienbeständigkeit. Um derartige Abweichungen, Verunreinigungen oder Einschlüsse in Metalllegierungen und Keramikmaterialien zu erkennen, ist die Röntgenfluoreszenz (RFA) eine effektive Methode für die Bestimmung der Elementzusammensetzung und ermöglicht im Vergleich zu anderen Verfahren erhebliche Zeit- und Kosteneinsparungen. Die RFA-Systeme von Malvern Panalytical, wie unsere Zetium- und Epsilon-Systeme, können Unternehmen in der additiven Fertigung dabei unterstützen. Für Keramikmaterialien können Röntgendiffraktometer wie unser Aeris auch zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung verwendet werden. 

Für eine Beurteilung der chemischen Eigenschaften von polymeren Materialien können mit dem Morphologi 4-ID, das automatisierte Bildgebung mit Raman-Spektroskopie kombiniert, partikelspezifische chemische Informationen ermittelt werden. Unser Nahinfrarotspektrometer Labspec kann außerdem für die chemische Analyse von Polymeren eingesetzt werden.

Die Analyse der mikrostrukturellen Eigenschaften, wie Phasenzusammensetzung, Eigenspannung, Korngröße und Kornverteilung (Textur), ist für die additive Fertigung mit Metallen von entscheidender Bedeutung, da diese die chemischen und mechanischen Eigenschaften des fertigen Bauteils beeinflussen können.

Röntgendiffraktionssysteme (XRD-Systeme) stellen eine effektive Methode dar, um diese mikrostrukturellen Eigenschaften zu analysieren und die Eigenschaften der fertigen Bauteile zu optimieren. Zur Unterstützung von Unternehmen in der additiven Fertigung bietet Malvern Panalytical eine Reihe von Lösungen zur Materialanalyse an. So sind beispielsweise XRD-Tischsysteme wie unser Aeris eine effektive Lösung für die Phasenanalyse von Metallen. Für weitere Informationen zu Textur, Korngröße und Eigenspannung unter einer Vielzahl von Bedingungen können Mehrzweck-Diffraktometer wie unser Empyrean genutzt werden. Darüber hinaus wird die XRD häufig eingesetzt, um die Struktur und Kristallinität von Polymeren und Keramikmaterialien zu untersuchen. Und schließlich liefert unser Gelpermeationschromatographie-System (GPC-System) Omnisec eine genaue Möglichkeit, das Molekulargewicht und die Struktur von polymeren Pulvern und Bindern zu bestimmen.