Additiv tillverkning revolutionerar produktdesign och produktion

Additiv tillverkning (3D-printing) kommer revolutionera hur metallprodukter designas och tillverkas i framtiden. Medan traditionella produktionstekniker har begränsningar i vilken typ av geometrier som kan tillverkas, betyder framstegen inom additiv tillverkning att möjligheterna är oändliga.

Vid additiv tillverkning används metallpulver eller tråd för att producera metallprodukter. Tekniken Selective Laser Melting (SLM), vars popularitet ser ut att växa kraftigt under de kommande åren, fungerar genom att smälta skikt av lager av metallpulver med en laser. Eftersom material endast används där det behövs är 3D-skrivaren idealiskt lämpad för att skapa komplicerade, lätta former för komplexa applikationer med högt värde. Därför förväntas effekterna av additiv tillverkning vara särskilt positiva för bilindustrin, liksom inom rymd- och medicinindustrin, även om det kan användas i de flesta metallindustrisegmenten.

”Fukt och syre är de två viktigaste parametrarna när det gäller att skapa optimala förhållanden för 3D-utskrift. Att upprätthålla en inert atmosfär blir mer kritisk beroende på hur reaktivt materialet är, säger Bo Williamsson från Linde, Region Europe North.

Att tillämpa additiv tillverkning i produktionen öppnar upp en mängd olika möjligheter. Även om kostnaden för att investera i och använda en industriell 3D-skrivare är relativt hög jämfört med mer traditionella metoder, finns det uppenbara vinster. Till exempel kan 3D-skrivaren skapa komplexa geometrier av en mindre mängd material, så materialanvändning och avfall minskar. När det gäller det slutliga resultatet kan slutanvändare dra nytta av en starkare, lättare och mer energieffektiv, men inte minst vackrare produkt.

Additiv tillverkning refereras ofta till som 3D-printing, då man printer lager på lager genom att använda en laser och metallpulver.

Additiv tillverkning ger stora fördelar

Bo Williamsson, Manager Laser och Additive Manufacturing vid Linde Region Europe North, säger att fördelarna med additiv tillverkning är avsevärt större än nackdelarna.

En högeffektiv laserstråle skannar över en pulverbädd och sintrar pulvret till den önskade formen. Efter varje lager sänks bädden något och ett nytt pulverlager appliceras. Denna teknik är lämplig för mindre komponenter där precision är ett viktigt krav.

”Även om branschen fortfarande har mycket att lära sig om den här tekniken, är det en sak som är säker, och det är att detta har gjort det möjligt att skriva ut geometrier som aldrig kunde ha tillverkats tidigare. Additiv tillverkning ger designers full frihet att skapa mycket exakta egenskaper när det gäller struktur, styrka, vikt, estetik och aerodynamiska egenskaper, förklarar han och tillägger att tidskrävande processer som används för att involvera flera produktionssteg kan skrivas ut i en enda sekvens.

Över hela världen kommer otaliga framsteg att möjliggöras som ett resultat av additiv tillverkning. Till exempel förklarar Williamsson att flygmotorer kan göras betydligt lättare genom att ändra designen och använda en 3D-skrivare vid tillverkning av dess komponenter. Andra exempel inkluderar produktion av skräddarsydda implantat, överföringsdetaljer, prototyping och utveckling av komponenter för Formel 1-bilar, anpassade cykelramar och så vidare. Möjligheterna, säger Williamsson, är oändliga.

Så vilken roll har Linde att spela i den snabba tillväxten inom additiv tillverkning?

Om du tittar inuti processkammaren på 3D-skrivaren, där metallpulvret smälts lager för lager med en laser i en inert atmosfär för att skapa en tredimensionell detalj, kommer du att upptäcka att det på många sätt liknar processerna vid svetsning. Processgaser som Argon används också för att skapa en optimal atmosfär för 3D-tryckprocessen.

3D-printat föremål tillverkat av metallpulver med ADDvance-teknik från Linde. Återstående pulver tas bort från biten. Bild med rättigheter av Trumpf.

Det är därför företag som Linde, med sin omfattande erfarenhet och kunskap om gas, metallurgi och svetsning, snabbt etablerar sig som attraktiva partners för additiv tillverkningsindustrin.