Combinatie van additive manufacturing en oppervlaktebewerking met één laser

Combinatie van additive manufacturing en oppervlaktebewerking met één laser

Doorbreken met nieuwe technologieën vraagt om de nodige basiskennis van die technologieën en hun mogelijkheden. We stellen ze aan u voor aan de hand van een reeks infofiches. Deze bijdrage van Karolien Kempen van KU Leuven gaat dieper in op de combinatie van de additieve technologie SLM (Selective Laser Melting) en de afnemende technieken  SLE (Selective Laser Erosion) en SLR (Selective Laser Re-melting).

De gecombineerde oppervlaktebehandeling is gevalideerd in een labo-omgeving.

SLM is hierbij een additieve productietechniek waarbij een laser die in continue modus werkt selectief poeder smelt om zo een compleet 3D-object laag per laag af te werken. Bij SLE kan dezelfde laser, deze keer in gepulste modus, gebruikt worden om materiaal van het werkstuk te eroderen, om zo fijne details te produceren of de oppervlaktekwaliteit te verbeteren. Door via SLR toe te passen op elke laag of alleen op de toplaag kunnen verbeteringen worden bereikt op het vlak van densiteit en oppervlaktekwaliteit van het werkstuk.

De combinatie van SLM en SLE is op verschillende manieren mogelijk: ofwel wordt SLE toegepast na elke SLM-laag, op alleen de contouren of op het hele lagengebied, ofwel nadat het SLM-procedé is uitgevoerd op de topoppervlakken.

combi SLM-SLEcombi SLM-SLESLM - SLE

De combinatie van deze technologieën biedt enkele interessante voordelen:

Door SLM en SLE te combineren kunnen een betere nauwkeurigheid in de lagen en een hogere oppervlaktekwaliteit bereikt worden en kunnen kleine kenmerken verwezenlijkt (10 µm) worden. Anderzijds brengt het toepassen van SLE tijdens SLM enkele problemen met zich mee, zoals ophopende randen en langere productietijden.

Eroderen (SLE) van fijne details in SLM-geproduceerde stukkenEroderen (SLE) van fijne details in SLM-geproduceerde stukkenEroderen (SLE) van fijne details in SLM-geproduceerde stukken

 

De combinatie van SLM en SLR zorgt voor een aanzienlijke verbetering in de oppervlakteruwheid, meer nog dan wat mogelijk is met SLE. Een verbetering van de oppervlakteruwheid van 90 procent kan worden bereikt door gebruik te maken van 'laser re-melting' op de topoppervlakken, resulterend in een ruwheid tot 5 Ra. De oppervlakteruwheid van de hellingsoppervlakken kan ook worden verbeterd door Laser Re-melting toe te passen na bewerking en nadat het omliggende poeder is weggeblazen.

Verbetering van oppervlaktekwaliteit na SLE

Verbetering van oppervlaktekwaliteit na SLE

 

Het grootste nadeel van laser re-melting is de vorming van verheven randen aan het gestolde materiaal, wat de dimensionele nauwkeurigheid naar beneden haalt en botsingen veroorzaakt met de harde schraper van de machine.

Dit artikel kwam tot stand dankzij het project "Doorbraaktechnologie voor een Vlaamse maakindustrie met toekomst” in het kader van Vlaanderen in Actie en met steun van het Agentschap Ondernemen.

Logo Nieuw Industrieel Beleid

Logo AO

 

 

Share this article