Additiv tillverkning genom 3D Metal Printing

Transkript

1 Additiv tillverkning genom 3D Metal Printing 3D METPRINT AB ERLING SVENSSON CEO STALLGATAN 2, Ä LMHULT

2 VAD ÄR ADDITIV MANUFACTURING, AM? Ett samlingsnamn för att beskriva de teknologier som skapar 3D-objekt genom att tillämpa lager- på- lagermetoden av material, antingen det är plaster, metaller eller betong. Gemensamt för AM är användningen av en dator, CAD-programvara, maskinutrustning och råmaterial. Användningen av AM är obegränsad. Det började med Rapid Prototyping för att visualisera nya modeller, nu används AM för att framställa slutanvändarprodukter i flygindustrin, bilar, tandteknik, medicinska implantat och även modeindustrin. Det forskas mycket inom detta område och vi kommer att få se helt nya tillämpningsområden i framtiden.

3 DIRECT METAL LASER SINTRING 3D-printing med DML ger möjlighet att producera högkvalitativa metalldelar mycket snabbare och billigare än traditionella tillverkningsmetoder. Tekniken för 3D-printing med DML: En DML-skrivare använder en Yb-laser på 200 W eller mer. Denna laser används för att värma upp valda delar av en metallpulverbädd. Metallpulvret smälter lokalt på de områden lasern fokuseras. När ett lager (cirka 20 µm tjock) av 3D-objektet är färdigt, höjs pulvernivån ett lager i förhållande till 3D-objektet och lasern smälter det nya lagret på avsedda platser. Begränsat behov av supportmaterial eftersom objektet får stöd av det omgivande osintrade pulvermaterialet. Utfärdat av Erling Svensson 3

4 HUR FUNGERAR DET? Utfärdat av Erling Svensson 4

5 MATERIAL Tillgången på metallpulver är god men efterfrågan ökar. Ett stort antal olika material finns på marknaden, aluminium, mässing, koppar, stål, titan samt legeringar och även ädla metaller såsom guld och silver. Laserstrålen påverkar gradvis det omgivande pulvret, vilket gör att en del av detta måste ersättas innan ny cykel startas. ProX 300 arbetar i ett slutet system med automatisk laddning och återvinning. Pulvermaterialet läggs ut i ett tunt lager mha en roller scraper, vilket innebär att en viss komprimering sker som förbättrar ytfinheten på den tillverkade komponenten. Utfärdat av Erling Svensson 5

6 ETABLERING AV 3D METAL PRINTING Den första kommersiella 3D Metal Printern från 3D Systems blir inom kort tillgänglig för den skandinaviska marknaden. I USA kallar man det The next industrial revolution Vi har valt en av världens ledande tillverkare, 3D Systems, pga hög kompetens och goda printningsegenskaper. Vi samarbetar med PLM Group som är väletablerade inom skandinavisk industri med bl a CAD-system som Solid Works. Mjukvaran är öppen vilket innebär att vi kan optimera parametrarna för att tillgodose våra kunder på effektivast möjliga sätt. Tekniken ger möjlighet att tillverka komponenter i nya komplexa utföranden där konventionell teknik har begränsningar. Framtagningstiden är avsevärt kortare, inga verktyg eller fixturer behövs. Energiåtgången är endast ca 10% jmf med konv. tillverkning. Utfärdat av Erling Svensson 6

7 FÖRSTA MASKINEN ÄR BESTÄLLD Under Q kommer vår första metallprinter att vara i drift. Maskinen, en ProX 300, kommer från 3D Systems och har en kapacitet att bygga upp till 250x250x300 mm. Den är bestyckad med en 500 W fiberlaser och kan arbeta i flera olika metalliska material. Vi kommer att börja med Maraging steel (Maråldrat stål) och därefter rostfritt stål 17-4PH. Vi kan leverera komponenter i fler material >500x500x500 mm via partners. Utfärdat av Erling Svensson 7

8 EXEMPEL PÅ FINA STRUKTURER Utfärdat av Erling Svensson 8

9 EXEMPEL PÅ KOMPONENTER Minsta väggtjocklek: 0,2 mm Minsta kanaldiameter: 0,25 mm Noggrannheten I PRO X 300 är enl EN ISO 2768 (fine) machine tolerances med en repeterbarhet om 20 µm i alla tre axlarna. Utfärdat av Erling Svensson 9

10 Metalliska Material som kan printas med DML, Direct Metal Laser Sintering

11 11 MARAGING STEEL Applikationer: Verktyg för formsprutning, pressgjutning, extrudering, plåtformning mm High Performance industriella komponenter inom automotive m fl Slitagedelar Rymdindustri Egenskaper: Höghållfast Enkelt att värmebehandla Vid laserhärdning HRC, leveranstillstånd ca 37 HRC Bra korrosions- och slitagemotstånd Bra svetsbarhet Bra bearbetningsegenskaper Utfärdat av Erling Svensson

12 BEARBETNING Utfärdat av Erling Svensson 12

13 KVALITETSSÄKRING Dokumentation av processparametrar. Certifiering av operatörer. Utbildning via maskintillverkaren. Serviceavtal med maskintillverkaren för att säkerställa optimal kontinuitet i utrustningen. God hygien i hantering av pulvermaterialen. Efterbearbetning enl kundens krav säkerställs genom samverkan med närliggande verkstadsindustrier. Utfärdat av Erling Svensson 13

14 TRENDER 2015 såldes 600 nya metallprintrar, försäljningskurvan pekar brant uppåt. Under 2015 tillverkades komponenter till ett värde av 88 MUSD. Effektiviteten i printrarna ökar efterhand. Idag bygger man ca 10 cm³ per tim, man bedömer att år 2023 är kapaciteten uppe i 80 cm³ per tim. Materialpriserna bedöms minska från dagens nivå ner till 1/3 fram till år Fokus ligger på att förbättra precisionen i måttnoggrannhet och ytfinhet. Generellt klarar man idag toleranser på ca 0,1 mm men stora variationer finns beroende på val av utrustning och material. Utfärdat av Erling Svensson 14

15 Automakers are expected to launch 193 new models in North America between Utfärdat av Erling Svensson Source: The annual Car Wars study, Bank of America Merrill Lynch, 08 May 2015

16 Global AM/3D printing market. Utfärdat av Erling Svensson

17 The growth in additive manufacturing market 1 7 Utfärdat av Erling Svensson

18 Global AM/3D printing market

19

20 3D Printing Impacts

21 Reasons for Purchasing 3D Printing

22 How is your company currently using 3D-printing technology?

23 Future technology and target cost forecast

24 Is it Possible to 3D Print the Metallic Tool/Die Segments?

25 A Part in a Progressive Die Puller Punch 240 mm 140 mm 58 mm

26 EXEMPEL MARAGING STEEL Ett exempel på en sektion till ett pressverktyg, där innerstrukturen har utförts i ett icke homogent utförande. Detta sparar både vikt och material samt sparar tid vid printning. Det blir dessutom minskade kostnader. Utfärdat av Erling Svensson 26

27 Exempel på optimering av design

28 Design exempel

29 How should 3D metal printing be included in the Tool/Die manufacturing process/production system? 3D printed section: - Complex external shape - Difficult internal conformal cooling channels CNC machined section: - Massive and simple structure - Crossing channels straightness

30 Variationer i innerstruktur Komponenter med: Kontrollerade deformationsegenskaper Optimerad materialåtgång baserad på belastning Lättviktsegenskaper Optimerad framtagningstid

31 Välkomna att kontakta oss för diskussion samt bokning av kapacitet. Tack för ert intresse! Erling Svensson CEO Utfärdat av Erling Svensson 31