Material & Egenskaper Vilka material finns, och hur bra är de?

Relevanta dokument
Från prototyp *ll serieproduk*on. med addi*v *llverkning!

Additiv tillverkning

Framtidens avfallsbränslen. Inge Johansson SP Energiteknik

Stefan Ivarsson SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Fatigue Properties in Additive manufactured Titanium & Inconell

Om oss Affärsområden Tjänster Verksamhet Hållbart företagande Vi gör nytta. SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

MILJÖEGENSKAPER HOS HYDRAULOLJOR

GJUTMETODER. Ingemar Svensson. Del 1

OMVÄRLDSANALYS AVSEENDE REGELVERK FÖR ANVÄNDNING AV BOTTENASKOR FRÅN AVFALLS- FÖRBRÄNNING I FEM LÄNDER

ADDITIV TILLVERKNING -OMVÄRLDSANALYS OCH TEKNIKINTRODUKTION

Additiv tillverkning. Myter och möjligheter. Axel Nordin LTH

3D-printing. Tekniker och användningsområden. Pär Nobring

Additiv tillverkning genom 3D Metal Printing

Nuläge och framtidsutsikter för additiv tillverkning

The SP Way. Vårt sätt att arbeta och agera tillsammans

TTC Industriell Tomografi och 3D-printing för effektivare produktion. Lars Lundh/KEC Karlskoga Engineering Cluster

Jämförelse tabell och förklaring kring olika 3D-skrivar tekniker.

Självuppvärmning. Med vår kompetensbredd och unika expertis skapar vi nytta för många

En Åldrande Befolkning - ett strategiskt innovationsområde (SIO)

Arcam CAD to Metal. Årsstämma 2015

- RISE roll i stödsystemet Linus Arnold, Innovations- och företagsutveckling

Forskningen vid Polymera material och kompositer, Material och tillverkningsteknik, Chalmers. Antal Boldizar

CE-MÄRKNING, P-MÄRKNING, TYPGODKÄNNANDE. Marcus Tillman Research Institutes of Sweden. Certifiering

3D avbildning och deformationsanalys av inhomogena material med röntgenbaserad mikrotomografi och digital volymkorrelation

Ackrediteringens omfattning

Salix som bränsle. Susanne Paulrud, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Nya sammansatta keramer

Additiv tillverkning på Siemens Industrial Turbomachinery AB

Metaller och legeringar

TMPT06 Material & materialval

3M TM Cubitron TM II kapskivor och navrondeller BORN TO GRIND. IT S GRINDING REINVENTED.

3D-printing - unika möjligheter. Kenny Johansson Tel

Additiv tillverkning utveckling och trender

Materialegenskaper Gjutplaster

STRÅLANDE SCIENCE FICTION

3M TM Cubitron TM II kapskivor och navrondeller IT S GRINDING REINVENTED.

Bygga fartyg i moderna rostfria stål, ett nytt koncept

WIRE TECHNOLOGY SHORT PRESENTATION OF SIMULATION ACTIVITIES AT ÖREBRO UNIVERSITY REVERSE ENGINEERING POWDER TECHNOLOGY THE FUTURE PROJECTS RESOURCES

Farliga partiklar i AM-miljö?

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut AB

Lasersintring av protetiska konstruktioner

Lätta konstruktioner. HT2 7,5 p halvfart Lars Bark och Janne Färm

Additiv tillverkning i metall

Kontrol af legionella i svensk varmt brugsvand gennem brug af begrænsede vandmængder

Ola Pettersson. Vägen mot minskad användning av fossil energi på gården, idag och i morgon

Compraser Labs- Produktionsarena och testbädd för kompositer

Företagsinformation. Mindre serier, prototyper och modeller

Mätprincip Principle of measurement. Provtyp Sample type. ASTM E1621:2013 XRF Koppar/Kopparlegeringar Copper/Copper Alloys

CE-MÄRKNING, P-MÄRKNING, TYPGODKÄNNANDE. Johan Åkesson Research Institutes of Sweden. Certifiering

Handlingsplan för sintring av HA / Nobelprisgruppen AB

Additiv tillverkning

Arcam Q10, en ny generation EBM-system för industriell produktion av implantat

TMPT06 Material & materialval

Konisk Kugg. Material och Verktyg. 1

Intresserad av framtiden? Vi har ditt drömjobb

När du efterfrågar kvalité, kreativa idéer och ett personligt samarbete!

Möjligheter inom additiv tillverkning på Volvo Penta

FORSKNING INOM SOLENERGI PÅ RISE

Material lektion 1. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson


Övriga produkter Avgradning ytbehandling - polering

STYRMEDEL FÖR ÖKAD BIOGASPRODUKTION Hanna Hellström, SP

Ha kunskaper om na gra vanliga tillverkningsmaterial Ka nna till hur man kan sammanfoga olika sorters material

3M TM Cubitron TM II kapskivor och navrondeller BORN TO GRIND. IT S GRINDING REINVENTED.

8.3 Nästa generation tillverkningsteknologier för bärraketmotorer. Helena Lindblad Chief Engineer Nozzles

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut AB. Bokslutskommuniké 1 januari 31 december 2013 Org. nr

The Arctic boundary layer

Material, form och kraft, F4

Hela Sveriges forsknings- och innovationspartner

Friformsframställning för en bättre sjukvård

Lätta konstruktioner. HT2 7,5 p halvfart Lars Bark och Janne Carlsson

Adderande tillverkning för metall

Additiv Tillverkning. Additive Manufacturing

Additive manufacturing for field repair and maintenance of the assault rifle AK5C a feasibility study

Textilarmering, av Karin Lundgren. Kapitel 7.6 i Betonghandbok Material, Del 1, Delmaterial samt färsk och hårdnande betong. Svensk Byggtjänst 2017.

Trä- och Bionanokompositer

Civilingenjör Maskinteknik, 270hp (180 p) (antagna H04 o tidigare) Grundläggande behörighet samt Matematik E, Fysik B samt Kemi A.

TENTAMEN Material. Moment: Tentamen (TEN1), 3,5 högskolepoäng, betyg 3, 4 eller 5. Skriv din kod, kurskoden och kursnamn på varje inlämnat blad!

Mål en del av vision NS-1 (NRA) Bygga och leva med trä

Vad bör man tänka på vid köp eller tillverkning av ny utrustning?

Defektidentifiering vid EBM-tillverkning

Handledning. Innehållsförteckning

OBS: Fräskroppar med röda priser = NETTOPRIS

Kvarvarande utmattningskapacitet hos nitade metallbroar sammanfattning SBUF-projekt 12049

Name: (Ifylles av student) Personnummer: (Ifylles av student)

Spännkabelworkshop Tillståndskontroll (OFP) Peter Ulriksen, Lunds Tekniska Högskola

Tillstånd: Enskild tand med ringa till måttlig defekt som medför funktionsstörning Åtgärd: Inlägg metall (gjutet guld)

MBT - Fräsar. High Performance V1.3

Utbildningsplan Civilingenjör Maskinteknik för läsåret 2015/2016

Bokslutskommuniké 1 januari 31 december 2014 Org. nr

Metallforskning vid Institutionen för teknisk fysik, Chalmers

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

TÖMNINGSDAGAR. Tänk på att... HÖGANÄS KOMMUN INFORMERAR OM OMRÅDE FÖRPACKNINGSMATERIAL TIDNINGAR

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut AB. Delårsrapport 1 januari 30 juni 2013 Org. nr (10)

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut AB

Uddeholm AM Corrax. Uddeholm AM Corrax

Additive manufacturing at Siemens Industrial Turbomachinery AB Finspång, Trollhättan. Public Siemens Industrial Turbomachinery AB 2016

Sol(s)ting Innovatum Intressanta exempel på affärsmodeller och teknik Martin Warneryd SP

KAPITEL 81 ANDRA OÄDLA METALLER; KERMETER; VAROR AV DESSA MATERIAL

Framställning av protetiska konstruktioner

Transkript:

Material & Egenskaper Vilka material finns, och hur bra är de? Joakim Karlsson SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Uppsala Universitet Joakim.karlsson@sp.se 3DP-Dental 2014-05-14

Vem är Joakim? Civilingenjör Chalmers Master i materialteknik Exjobb 2010 Oak Ridge National Laboratory Oak Ridge, Tennessee, USA Arcam & ORNL Internship Arcam AB Materialutveckling Doktorandprojekt 2010 SP & Uppsala Universitet Arcam AB, Dentware AB Forskarutbyte 6 månader North Carolina State University

VI SKAPAR VÄRDE I SAMVERKAN

OM SP SP-koncernen ägs till 100% RISE Dotterbolag 10 Anställda 1300 Omsättning 1 335 MSEK Kunder Fler än 10 000

TEKNIKOMRÅDEN Aktiv Säkerhet Brandteknik Betong och Sten Elektronik Certifiering Energiteknik Glas Kalibrering och Verifiering Kemi, Material och Ytor Mätteknik Livsmedel och Bioteknik Bygg och Mekanik Trä Maskinprovning och Besiktning Processutveckling Bioekonomi Jordbruk och Miljö

Example of a success story: TiUnite Background (1997) : - machined titanium surface - relatively smooth Sa ~0.6 µm - thin native oxide, <10 nm, TiO2 - long term clinical success rate >90% Improvement potential: - faster osseointegration - osseointegration in compromized bone Research at GU/Chalmers and others: - surface roughness important - thicker oxides potentially beneficial - porosity potentially beneficial Proposed project: - rougher surface - thicker, porous oxide - anodic oxidation

Market launch (2000)

Materialexempel Organiska material Keramiska material Polymera material Metalliska material Vaxer Alumina ABS Aluminium Vävnad/Celler Zirconia Polyamid (Nylon) Verktygsstål Mat Kiselkarbid PEEK Titanium Sillica /sand) Härdplaser (Thermoset) Inconel Grafit PMMA Koboltkrom Gips Polykarbonat Koppas ULTEM Rostfritt stål Kompositer Ädelmetaller (Guld/platina)

Så fungerar EBM http://youtu.be/m_qsnjkn7f8

Titan (Ti6Al4V)

[%] [Mpa] Titan Mekaniska egenskaper - EBM 1050 1000 950 900 850 800 750 Brottgräns [Mpa] Smitt* Gjutet* EBM Mikrostruktur Smidd * Enligt ASTM F108/F1472 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Töjning [%] Smitt* Gjutet* EBM EBM

Exempel på delamineringar och håligheter Inre hålrum Otillräcklig smältning Fångad Argon Yttre delaminering Otillräcklig smältning Slår sig Initieringspunkter för brott n th Layer 2 nd Layer 1 st Layer

Strain [%] Strain [%] Strain [%] Digital Image Correlation Lokala Töjningsfält Kommer brottet vara beroende av lager-på-lager tekniken? Hur fungerar DIC? Två kameror i vinkel (3D-vy) Analyserar ändringar i facettposition Begränsad upplösning Sample 1 Sample 3 Sample 2

Titan - Ytstruktur - EBM 25-45 μm 45-105μm

Så fungerar Selective Laser Melting/Sintering Liknande metod för både plast och metall Smältning eller sintring För metall: Långsammare än EBM

[%] [Mpa] Titan Mekaniska egenskaper - SLM 1200 1000 Brottgräns [Mpa] 800 600 400 200 0 Smitt* Gjutet* SLM (XY)** SLM (Z) ** * Enligt ASTM F108/F1472 ** Värmebehandlad 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Töjning [%] Smitt* Gjutet* SLM (XY)** SLM (Z) **

[%] [Mpa] Materialegenskaper titan EBM/SLM 1200 1000 800 600 400 200 0 Brottgräns [Mpa] Smitt* EBM SLM (Z) ** * Enligt ASTM F108/F1472 ** Värmebehandlad 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Töjning [%] Smitt* EBM SLM (Z) ** Rafi, H.K., Karthik, N.V., Gong, H., Starr, T.L., Stucker, B.E., Microstructures and mechanical properties of Ti6Al4V parts fabricated by selective laser melting and electron beam melting, Journal of Materials Engineering and Performance, Volume 22, Issue 12, December 2013, Pages 3872-3883

Kobolt-Krom

[%] [MPa] Kobolt-krom Mekaniska egenskaper - EBM 1200 1000 800 Brottgräns [Mpa] Smidd ASTM F75 600 400 200 0 Smitt* EBM * Enligt ASTM F75 25 Töjning [%] EBM 20 15 10 5 0 Smitt* EBM

[Mpa] [Mpa] [%] Kobolt-krom Mekaniska egenskaper - SLM Brottgräns [Mpa] Töjning [%] 1200 25 1000 20 800 600 400 15 10 200 5 0 Smitt* SLM (XY)** SLM (Z) ** 0 Smitt* SLM (XY)** SLM (Z) ** 1200 Jämförelse Brottgräns [Mpa] 1000 800 600 400 200 0 Smitt* EBM SLM (Z) **

Unika nätverksstrukturer

Mekaniska egenskaper - Nätverksstrukturer Möjlighet att styra porositet Möjlighet att styra lokala mekaniska egenskaper Möjlighet att öka adhesionen (ben/porslin) Minskad vikt

Keramer (Zirconia) Premix (Photo inhibitor) Ceramic powder Ceramic powder Milling (slurry) AM Drying Sintering Binder AM Sintering Laser AM Ceramic Part Bibehållna mekaniska egenskaper (ej SLM) Designfrihet ingen gjutform Besparingar ingen gjutform

Polymerer - Materialegenskaper Tekniker Fused Deposition Modeling (FDM) Inkjet Stereolitografi Digital Light Processing (DLP) Etc Material ABS Nylon Dentalmaterial Etc.

Exempeldelar FDM/Inkjet

ABS materialegenskaper FDM/Inkjet Property ABSi ABS-M30 Digital ABS ABS-General Tensile strength 37 36 58 40 60 MPa Elongation 3,1 4 25 22-26 % Flexural strength 61 61 65 68 MPa Källa: Stratasys.com; teststandard.com; Gibson et. al., Additive Manufacturing technologies Rapid prototyping to direct digital manufacturing, Springer, 2010 Tensile strength specimens with various raster Källa: Ahn et. Al, Anisotropic material properties of fused deposition modeling ABS, Rapid Prototyping Journal, Vol 8, Issue 4, 2002

Exempeldelar - SLA

SLA materialegenskaper Källa: materialise.com

DLP (E-Dent-M) Mekaniska egenskaper Brottgräns = 30 MPa

Materialutveckling - NiTiNol

Framtida utveckling Composits Bioprinting Food printing Large scale printing

[Mpa] Summering materialegenskaper Ytstruktur behöver modifieras likt fräsning Polering Mekaniska egenskaper utmärkta Lika eller bättre än traditionella metoder Större frihet 1200 1000 800 600 400 200 0 Brottgräns [Mpa] Smitt* EBM SLM (Z) ** Designa egenskaperna

Tack! Joakim Karlsson Joakim.karlsson@sp.se 010-516 59 03