Piec próżniowy dla producentów części metalowych metodą druku 3D

Obróbka cieplna jest niezbędna w przypadku większości technologii druku 3D metalu dostępnych na rynku. Technologie laserowe (EOS, SLM itp.) umożliwiają drukowanie części metalowych, jednakże mają one nieregularną strukturę cząsteczkową. Procesy odprężania lub starzenia pomagają uzyskać bardziej jednorodną strukturę wolną od naprężeń wewnętrznych. W efekcie drukowane elementy mają mniejszą tendencję do pękania w nieoczekiwany sposób.
W przypadku technologii binder jetting (ExOne, Desktop Metal, etc.) obróbka cieplna nie jest jedynie opcją, lecz częścią procesu drukowania. Wydruk daje „część zieloną”, która jest połączeniem proszku metalu i spoiwa. W procesie spiekania proszek metalu topi się, a lepiszcze jest usuwane. Oznacza to, że „zielona część” staje się jednorodnym metalem dopiero po procesie obróbki cieplnej.
Oba procesy mogą być realizowane w piecach próżniowych VECTOR 3D zaprojektowanych i produkowanych przez SECO/WARWICK. Są to najnowocześniejsze piece próżniowe, przygotowane na cząsteczki lepiszcza i zanieczyszczenie występujące w procesie spiekania.

Spiekanie, odprężanie i starzenie to najbardziej powszechne procesy, jednak wszystko zależy od technologii drukowania. W przypadku technologii Binder Jetting uzyskuje się „część zieloną”, która jest połączeniem proszku metalu i lepiszcza. W procesie spiekania proszek metalu topi się, a lepiszcze jest usuwane. Oznacza to, że „zielona część” staje się metalem dopiero po procesie obróbki cieplnej.

Technologie laserowe umożliwiają drukowanie części metalowych, jednak mają one nieregularną strukturę cząsteczkową. Procesy odprężania lub starzenia pomagają uzyskać bardziej jednorodną strukturę wolną od naprężeń wewnętrznych. W efekcie drukowane elementy mają mniejszą tendencję do pękania w nieoczekiwany sposób.

Należy pamiętać, że wydrukowana część, nawet po obróbce, może wymagać jeszcze dodatkowego procesu dokładnie tak samo, jak element odlewany uzyskany w tradycyjny sposób. Warto rozważyć piec, który będzie nadawał się do przeprowadzenia dodatkowych procesów obróbki cieplnej. Piec próżniowy VECTOR 3D, zaprojektowany i produkowany przez SECO/WARWICK, jest doskonałym przykładem urządzenia uniwersalnego, w którym można przeprowadzać wszystkie ewentualne procesy. Dodatkowo piec jest przygotowany na cząstki lepiszcza, które są naturalnym efektem ubocznym spiekania. Pięć różnych systemów zabezpieczeń utrzymuje piec w dobrym stanie i gwarantuje jego trwałość na  lata.

To zależy. Większość pieców próżniowych jest dostosowana do przeprowadzania procesów odprężania lub starzenia. Jeżeli wymagana temperatura mieści się w zakresie pieca, nie powinno być problemu z takim zastosowaniem. Sytuacja jest bardziej skomplikowana w przypadku technologii Binder Jetting i procesów spiekania. Podczas obróbki cieplnej dochodzi do parowania lepiszcza, które to pary mogą gromadzić się w zimnej części pieca, instalacji pompowej lub przepustach zasilania. Może to doprowadzić do skrócenia żywotności niektórych elementów pieca, a nawet doprowadzić do poważnego zwarcia skutkującego pożarem. Piec próżniowy VECTOR 3D jest zaprojektowany specjalnie z myślą o procesie Binder Jetting. Jest on dodatkowo wyposażony w układy zabezpieczeń, które pomagają utrzymać piec w dobrym stanie przez wiele lat. Oczywiście piec zaprojektowany z myślą o procesie Binder Jetting można wykorzystywać do innych procesów dokładnie tak samo, jak zwykły piec próżniowy. Należy pamiętać, piec próżniowy jest najlepszym możliwym urządzeniem do zastosowań wytwarzania przyrostowego, jednakże nie każdy piec próżniowy jest przystosowany do wymagań związanych z typowymi procesami wytwarzania przyrostowego.

Tak. Piec próżniowy jest uniwersalnym urządzeniem, który nadaje się do większości procesów obróbki cieplnej. W jednym urządzeniu można przeprowadzać spiekanie, odprężanie, starzenie oraz utwardzanie, nawęglanie, wyżarzanie, lutowanie twarde, powlekanie, hartowanie i przesycanie. Oczywiście konieczna jest odpowiednia konfiguracja pieca na etapie projektowania i wykonania. Rozbudowa w przyszłości może być zbyt kosztowna. Jako że piec to zwykle inwestycja na 10-30 lat, zawsze warto rozważyć potrzeby, jakie mogą wystąpić w przyszłości. Piec próżniowy VECTOR 3D jest doskonałym przykładem urządzenia uniwersalnego, w którym można przeprowadzać wszystkie procesy obróbki cieplnej. Dodatkowo jest przygotowany do procesów wytwarzania przyrostowego, w tym systemów usuwania lepiszcza.

Obecnie drukowanie 3D metalu skupia się na stali nierdzewnej i superstopach, np. tytanowych lub aluminiowych itp. W takich przypadkach procesy obróbki cieplnej należy przeprowadzać w środowisku pozbawionym tlenu, co można uzyskać poprzez wykorzystanie pieca atmosferowego pracującego z atmosferą ochronną zapewnianą przez mieszankę gazów lub pieca próżniowego, w którym poziom tlenu jest ograniczony jest określonym poziomem próżni. Trendy rynkowe pokazują, że do produkcji niemasowej prostych elementów i prototypów stosuje się głównie proste laboratoryjne piece atmosferowe ze względu na koszt urządzeń. Zawsze tam, gdzie koszty eksploatacji i czas przygotowania nie są najważniejsze. Z kolei w przypadku średnich i dużych wolumenów produkcji części dla wymagających rynków, np. lotnictwa, naturalnym wyborem są piece próżniowe, do których zalicza się VECTOR 3D. Wyższy koszt zakupu w porównaniu z prostym urządzeniem atmosferowym jest kompensowany podczas eksploatacji pieca.

To zależy. Na potrzeby produkcji prototypów, kiedy drukowanie odbywa się sporadycznie, może to być optymalne rozwiązanie. Jednakże w przypadku średnich i dużych wolumenów produkcji należy rozważyć również wydajność urządzeń. Rosnąca prędkość druku to obecnie jedna z najważniejszych kwestii dla wszystkich producentów drukarek. W efekcie rośnie ona z miesiąca na miesiąc. Z drugiej strony procesy obróbki cieplnej doszły już do ściany, a zwiększenie prędkości nie jest takie łatwe, ponieważ trudno oszukiwać fizykę. Z tego powodu użytkownicy drukarek często stawiają na większe piece umożliwiające obróbkę kilku drukowanych partii. W ten sposób wymiarem pieca można zrównoważyć prędkość drukarki. Obecnie większość użytkowników drukarek posiada więcej niż jeden egzemplarz. Warto to również wziąć pod uwagę. Piece są zazwyczaj inwestycją na lata. Nie wolno pozwolić, aby były „najsłabszym ogniwem w łańcuchu”.

Dlatego też VECTOR 3D oferujemy w 4 standardowych wielkościach (250x250x400; 400x400x600; 600x600x900 and 900x900x1200). Jeżeli proces klienta wymaga innych wymiarów, firma SECO/WARWICK pozostaje otwarta na indywidualne konstrukcje. W ofercie spółki można znaleźć liczne urządzenia zaprojektowane do potrzeb klienta, nawet tak ogromne konstrukcje jak całkowicie metalowy piec próżniowy o długości 32 m zapewniający jednorodność temperatury na poziomie +/-3°C lub poziomy piec próżniowy obsługujący wsady do 120 ton.