3D-Druck-Material: Titan 6Al-4V (DMLS)

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Überblick

Auf dieser Seite finden Sie viele Informationen, Tipps und Ratschläge, um mit Ihrem 3D-Druck aus Titan 6Al-4V Erfolg zu haben. Sie werden es lernen:

Allgemeine Informationen zum Material

Unser Titan 6Al-4V

Die von Sculpteo in 3D aus Titan 6Al-4V gedruckten Objekte werden aus feinem Metallpulver hergestellt, das hauptsächlich aus Titan (88-90 %), Aluminium (5,50-6,5 %) und Vanadium (3,50-4,50 %) besteht.

Es handelt sich um Titan 6Al-4V Grade 5. Titanlegierungen sind sehr hart und äußerst resistent gegen Oxidation und Säuren. Der Schmelzpunkt ist extrem hoch (1660 °C oder 3260 °F). Es hat außerdem eine sehr geringe Toxizität, wodurch viele Verwendungsmöglichkeiten bestehen.

Der 3D-Druck von Titan ist sehr präzise dank der feinen Laserauflösung und der geringen Stärke jeder einzelnen Pulverschicht (zwischen 30 und 40 µm). Mit einem spezifischen Gewicht von 4,41 g/cm3 ist das Material leicht, verfügt aber über hervorragende mechanische Eigenschaften.

Die bedruckten Teile haben eine matte, etwas raue Oberfläche. Es ist möglich, glatte und glänzende Oberflächen zu bekommen, wenn nach dem Druck noch Veredlungsschritte erfolgen.

Weitere Informationen finden Sie auf unserer Glossarseite zum 3D-Druck in Titan 6Al-4V.

Um mehr über die mechanischen Eigenschaften von unserem Titan 6Al-4V zu erfahren, gehen Sie zum Absatz Spezifikationen und Datenblätter.

Vorteile und wichtigste Anwendungen

Der 3D-Druck von Titan 6Al-4V erfolgt im Laserschmelzverfahren. Es gibt derzeit 2 Technologien: DMLS und SLM. Bei Sculpteo verwenden wir die DMLS-Technologie (Direct Metal Laser Sintering) auf EOS-M280- und M290-Maschinen, um mit Titan 6Al-4V zu drucken. Bei diesen beiden Techniken bringt der Laserstrahl das Metall an den Schmelzpunkt, um Ihr Objekt Schicht für Schicht zu produzieren.

Da Titan bei über 1600 °C schmilzt, erfordert die additive Fertigung mit Metallen große technische Meisterschaft für die Vorstudien zu den thermischen und mechanischen Effekten vor dem 3D-Druck sowie ausgezeichnete Kenntnisse der Veredlungstechniken für die Fertigstellung des Objekts.

Erfolgreiche additive Herstellungsverfahren von Titanteilen sind oft Projekte, bei denen der 3D-Druck absolut berechtigt ist, denn er stellt die beste Alternative im Vergleich zu anderen Produktionstechniken (Gießerei, Zerspanung, Schneiden) dar. Wir haben festgestellt, dass die Vorteile des 3D-Drucks oft in folgenden Bereichen liegen:

  • Komplexes Design / filiäre Geometrien / nicht zerlegbare Vorrichtungen
  • Geschwindigkeit, Reduzierung der Montagezeiten
  • Topologische Optimierung / Relief
  • Kleine Serien
  • Kundenindividuelle Massenproduktion
  • Produktion aus der Ferne

Um Ihr Teil erfolgreich anzufertigen, muss das ursprüngliche Design oft geändert werden. Auch auf die Gefahr hin, dass wir uns wiederholen, möchten wir Sie warnen: Wenn Sie ein Stück aus Titan 6Al-4V einfach aus Neugier oder zum Spaß machen wollen, riskieren Sie eine Ernüchterung angesichts der für die Realisierung erforderlichen Anstrengungen!

Unser 3D-Titandruck ist ideal für Präzisionsteile, die sehr feine Wandungen benötigen.Titan 6Al-4V Grade 5 ist geeignet für Prototypen und Funktionsteile in den Bereichen Luft-und Raumfahrt, Automobile und militärische Anwendungen (siehe technische Daten). Es ist auch ein ausgezeichnetes Material für die Herstellung von Teilen mit komplexer Geometrie, für die Werkzeugherstellung und für Spritzgüsse.

Es gibt ein speziell formuliertes Titan für den 3D-Druck von Prothesen und Knochenimplantaten (wie auf unserem Foto): Es handelt sich umTitan 6Al-4V, Grade 23. Dieses Metall ist tatsächlich nicht toxisch, biokompatibel und perfekt geeignet für medizinische Implantate. Es wird nicht online auf unserer Website, sondern nur auf Anfrage von unserem Verkaufsteam angeboten.

Agile Metal Technology

Eine Softwaresammlung für den 3D-Druck mit Metall

Sculpteo entwickelt gerade eine neue Sammlung spezieller Tools, um die Herausforderungen beim 3D-Druck mit Titan 6Al-4V zu erleichtern. Es handelt sich dabei um ein intelligentes Onlinesystem, das es Ihnen ermöglicht, Ihre metallbasierten Projekte zu evaluieren, optimieren und dann auch herzustellen. Diese Serie von Tools ist unter dem Namen "Agile Metal Technology” zusammengefasst. Sie kombiniert künstliche Intelligenz und interaktive 3D-Interfaces mit der Berechnungsengine von Sculpteo, um Ihnen in nur wenigen Minuten verlässliche Antworten zu geben.

Unser Ziel ist es, Ihnen folgendes anzubieten:

  • Eine detaillierte Überprüfung der Realisierbarkeit Ihres Projektes
  • Spezifisches Feedback zu Ihrem Entwurf und wie dieser optimiert werden kann;
  • Transparenz über Preise und die Fertigstellungsstrategie Ihres Objektes;
  • Kontrolle über die Produktionsmethode (Ausrichtung, Plattformstrategie) für Expertenkunden;

Im Endergebnis werden Sie Zeit sparen und einen größeren Erfolg mit Ihrem 3D-Metalldruckprojekt haben. Auf der zugehörigen Seite finden Sie weitere Einzelheiten zu diesen Tools und wie Sie diese für Ihr 3D-titandruckprojekt nutzen können.

Business Case

Business Case ist das erste Tool in der Agile Metal Technology Programmsammlung. Es bietet eine Online-Überprüfung Ihres 3D-Druckprojekts. Case ist eine künstliche Intelligenz, die von Sculpteo entwickelt wurde und eine Machbarkeitsstudie durchführt, in dem es Ihre 3D-Dateinen und einige Fragen verwendet. Unsere KI nutzt maschinelles Lernen, welches aus den Millionen von 3D-Dateien und den hergestellten Gegenständen resultiert, die wir seit der Gründung von Sculpteo im Jahr 2009 bearbeitet haben.

Diese Überprüfung dauert nur wenige Minuten und gibt Ihnen Hinweise auf die Stärken und Schwächen Ihres Projektes. Business Case bietet auch eine Empfehlung für das Material, das es als am geeignetsten ansieht.

Business Case lernt automatisch, also zögern Sie nicht, es auszuprobieren: Je mehr Projekte es überprüft, desto besser werden seine Vorschläge sein.

3D-Drucktechniken – Prozess

Vorbereitungsprozess

Im Gegensatz zu 3D-Drucktechnologien mit Polymeren erfordert die additive Anfertigung mit Metallen eine wichtige Vorbereitungsphase. Diese bezieht sich auf die Bedeutung der thermischen Phänomene während der Produktion selbst sowie die Berücksichtigung der Bauteildimensionen oder den Grad der gewünschten abschließenden Veredlung.

Drucken mittels DMLS erfordert Träger, um ein Teil richtig zu drucken. Der Träger selbst wird aus demselbem Pulver wie das Teil gedruckt und wird nach dem Druckvorgang entfernt.

Die Träger erlauben:

  • Ihr Objekt korrekt auf der Plattform zu fixieren
  • Die Effekte des Zusammenziehens während der Abkühlphase (warping) zu begrenzen
  • Geschlossene Winkel und überragende Bereiche zu schützen.

Mehrere Trägertypen sind möglich und werden entsprechend der Geometrie Ihres Teils, dessen Abmessungen, der Dichte des finalen Objekts, den Schritten der abschließenden Veredlung verwendet...

Die Ausrichtung des Modells und die Trägerauswahl sind essenziell für den Erfolg Ihres Titanprojekts. Diese Schritte sind wie bei den anderen 3D-Drucktechnologien bei Sculpteo halbautomatisch: unser intelligentes System empfiehlt eine Lösung, die dann von einem spezialisierten Ingenieur im Vorbereitungsprozess überprüft wird.

Drucktechnik und Online-Preis

Die DMLS-Drucktechnik (Direct Metal Laser Sintering) arbeitet in additiver Technologie, indem das Titanpulver mit einem Laser geschmolzen wird. Wie bei der SLS-Technologie wird Ihr Teil Schicht für Schicht nach Ihrem 3D-Modell erstellt. Es durchläuft folgende Phasen, bevor es ein physisches Objekt wird:

  • Übertragung Ihrer Datei zum 3D-Drucker

Sie erstellen Ihre 3D-Datei mithilfe einer Software für 3D-Modellierung, übertragen dann Ihr Modell und bestellen auf unserer Website. Wir empfehlen Ihnen, eine Original-CAD-Datei (step, catia, igs...) statt STL- oder OBJ-Dateien hochzuladen. Ihr 3D-Modell wird dann an einen unserer 3D- Metalldrucker gesendet. Bei Titan 6Al-4V ist es ein EOS M280 oder M290.

  • Druck des Objekts in 3D

Die DMLS-Technologie nutzt einen leistungsfähigen Laser, um sukzessive und selektiv die feinen Pulverschichten zu schmelzen. Nach jedem Laserdurchlauf wird das Pulverbett abgesenkt und eine neue Pulverschicht auf die vorhergehende aufgebracht, um wieder geschmolzen zu werden. Der Prozess wird wiederholt, bis das Objekt fertig ist.

  • Entfernen der Supports

    Nach dem Druck des Objekts wird es durch Elektroerosion von der Druckplattform gelöst und die Träger werden manuell entfernt.
  • Reinigung und Sandstrahlen

Ein leichtes Sandstrahlen erfolgt, um Trägerspuren von dem Teil zu entfernen. Ihr Objekt ist zum Versand bereit.

Online-Preis und Terminierung

3D-Drucktechniken für Metalle sind komplexer als additive Herstellungsverfahren für Kunststoffe oder Harze. Ohne ein Edelmetall zu sein, ist Titanlpulver ein teures Material und die Kühlzeit von Materialien, die auf ihren Schmelzpunkt gebracht wurden, führt zu geringerem Einsatz der Maschinen als bei SLS. Wir berücksichtigen diese Faktoren bei der Berechnung des Preises.

Mehrere Objekte und Cluster

Es ist nicht möglich, eine Datei mit mehreren Objekten zu drucken. Daher können wir keine Dateien akzeptieren, die durch Clustern mehrere Objekte enthalten. Jedoch bedeutet das nicht, dass Sie mehrfach für Ihre Gegenstände bezahlen müssen: Wir haben zur Reduzierung der 3D-Druckkosten mit Metallwerkstoffen eine spezielle Kalkulation, sobald Sie zwei oder mehr Objekte in Metall bestellen.


Sie können auch unsere Online-Tools nutzen und unsere Tipps und Tricks zur Reduzierung der 3D-Druckkosten lesen.


Weitere Informationen zur additiven Fertigung mit Metallwerkstoffen erhalten Sie, wenn Sie unser Verkaufsteam kontaktieren.

Kostenvoranschlag und Prüfung auf Anfrage für komplexere Projekte

Unsere Teams aus den Bereichen Vertrieb und Technik stehen Ihnen zur Verfügung, um Ihre Projetke für die additive Fertigung von Metallen zu überprüfen und zu kalkulieren. Wir verbinden Fähigkeiten der Modellierung und des Ingenieurwesens für Herstellung und Veredlung, um ein 3D- Modell zu schaffen, das Ihrem Anforderungsprofil genau entspricht. Wir überprüfen gemeinsam mit Ihnen auch das wirtschaftliche Interesse und die Auswahl der Technologie im Vergleich zur konventionellen Fabrikation.

Wir erstellen die Veredlungsstrategie, die Ihren Vorgaben am besten entspricht, indem wir eine Vielzahl von Bearbeitungtechniken einsetzen:

  • Polieren
  • Schleifen
  • Dreherei
  • Fräsen
  • Bohren
  • Gewinde
  • Wärmebehandlung

um Ihre Ziele beispielsweise bei den Abmessungen und der Oberflächenqualität zu erreichen.

Wir können auch in anderen Metallen und Legierungen drucken.

Indem wir die Wirksamkeit unserer 3D-Werkzeuge, das für unseren Bedarf entwickelte intelligente System Agile Metal Technology und die Kompetenz unserer spezialisierten Ingenieure kombinieren, sind wir in der Lage, Ihnen eine effektive additive Fertigung in Titan 6Al-4V zum Bestpreis anzubieten.

Kontaktieren Sie unseren technisch-kommerziellen Service unter: sales[at]sculpteo.com

Designhandbuch

Druckauflösung

Schichtdicke 30 µm
Genauigkeit ± 0,2 mm

Maximale Größe

Maximale Größe 325 mm x 250 mm x 250 mm (12.79 in x 9.84 in x 9.84 in)

Alu max size.jpg

Die maximale Größe Ihrer Modelle ist durch die physische Größe unserer 3D-Drucker begrenzt - nichts kann größer als das Druckerbett gedruckt werden. Dasselbe gilt für unsere Polier- und Farbbehälter.

Ihr Objekt muss auch die Mindestabmessungen von 3D-Drucken beachten (siehe unten).


Mindestwandstärke und Geometrie Ihres 3D-Modells

Mindestwandstärke

2 mm

Minimale Dicke besondere Design-Aspekte

1 mm

Wall Thickness 2mm.png

Die Wände Ihres Designs müssen eine minimale Stärke von 2 mm haben, um zu garantieren, dass die Struktur nicht brechen wird. Bei Wänden unter 0,8 mm, ist es möglich eine Stützstruktur zu ergänzen, um Stabilität zu erhalten.

Ein gestieltes Element ist ein Gestaltungsaspekt, der mindestens doppelt so lang ist, wie er dick ist. Bei nicht gestützten und gestielten Elementen oder Teilen der Konstruktion mit besonderer Konstruktionseinschränkung ist es wichtig, eine Mindestdicke von 1 mm einzuhalten, um zu gewährleisten, dass das Objekt nicht bricht.

Beachten Sie

Bitte beachten Sie, dass unser Soliditätscheck nicht die physikalischen Fehler erkennt, wie schwimmende Teile, instabile Positionen, usw. Ein besonderes Augenmerk muss auf der Geometrie Ihres Designs liegen und die hochbeanspruchten Teile müssen verdickt werden.



Prägen und Gravieren

Mindestgröße der Details 1 mm
Mindesthöhe und -breite der Details 1 mm
Mindesthöhe und -breite für einen lesbaren Text 1 mm
Verhältnis 1 mm


alumide details

Die Mindestgrößen für Details werden hauptsächlich durch die Auflösung unserer 3D-Drucker bestimmt. Dennoch kann auch während des Reinigungsprozesses eine feine Detailschicht verloren gehen. Um ein Detail und einen Text gut sichtbar zu machen, empfehlen wir mindestens unsere Mindestgrößen.


Eingeschlossene und verriegelte Teile

Eingeschlossene Teile?
Ja, wenn Unterstützungen zugänglich sind
Verriegelte Teile?
Ja, aber es hängt von der Orientierung des verriegelten Teils im Vergleich zur Z-Achse ab

PA details


Mindestabstand

Mindestabstand zwischen festen Wänden 0,2 mm
Mindestspaltmaß 0,2 mm

PA_clearance-2mm.png

Die Wände Ihres Designs müssen eine minimale Stärke von 2 mm haben, um zu garantieren, dass die Struktur nicht brechen wird. Bei Wänden unter 0,8 mm, ist es möglich eine Stützstruktur zu ergänzen, um Stabilität zu erhalten.

Der Abstand sollte mindestens 0,2 mm betragen und ist abhängig von der Größe Ihres Modelles. Für größere Objekte, empfehlen wir einen größeren Abstand. Dies ist aufgrund des DMLS-Druckverfahrens notwendig. Unsere Druckerbetten werden während des Prozesses erhitzt und größere Gegenstände werden für längere Zeit erhitzt. Ein zu kleiner Abstand zwischen Objekten birgt das Risiko, dass die Objekte verschmelzen, da sie über einen längeren Zeitraum unter Wärme sind. Um das überschüssige Pulver aus den Hohlräumen zu extrahieren, müssen in manchen Fällen Löcher hinzugefügt werden.

Beachten Sie

Denken Sie daran, der Abstand sollte mindestens 0,2 mm betragen und ist abhängig von der Größe Ihres Modelles. Größere Objekte benötigen einen größeren Abstand.


Montage von Teilen

Montage? Ja
Mindestabstand 0,4 mm

PA-assembly-0.4mm.png

Titan 6Al-4V kann zu Montagezwecken gedruckt werden, so lange der Mindestabstand von 0,4 mm eingehalten wird.

Aushöhlen

Aushöhlen?

Nein


Dateien mit mehreren Objekten

Dateien mit mehreren Objekten?

Nein


silver multishell

Es ist leider nicht möglich, eine 3D-Datei mit mehreren Objekten auf unseren Titan 6Al-4V zu drucken.

Mehrere Objekte und Cluster

Es ist nicht möglich, eine 3D-Datei zu drucken, die mehrere Objekte enthält. Aus diesem Grund können wir keine Dateien akzeptieren, die Cluster mit mehreren Objekten enthalten. Wenn Sie jedoch mehrere identische Teile drucken möchten, können Sie die Menge auswählen, die Sie bestellen möchten. Je mehr Teile Sie bestellen, desto niedriger wird Ihr Stückpreis.

Sie können auch unsere Online-Tools nutzen und unsere Tipps und Tricks zur Reduzierung Ihres 3D-Druckpreises ansehen .

Gerne können Sie sich für weitere Informationen zu unserem additiven Metallfertigungsservice an unser Vertriebsteam wenden .

Grappe Material no.jpg

Technische Daten

Zusammensetzung:

  • Eisen: 66 - 70%

  • Chrom: 16 -18%

  • Nickel: 11 - 14%

  • Molybdän: 2 - 3%


Materialeigenschaft Prüfnorm Einheit Wert

Dichte (lasergesintert)

EOS-Methode

g/cm3

7,9

Zugfestigkeit(XY)

ISO 6892 / ASTM E8M

MPa

640 ± 50

Zugfestigkeit(Z)

ISO 6892 / ASTM E8M

MPa

540 ± 55

Streckgrenze(XY)

ISO 6892 / ASTM E8M

MPa

530 ± 60

Streckgrenze(Z)

ISO 6892 / ASTM E8M

MPa

470 ± 90

Young's modulus(XY)

ISO 6892 / ASTM E8M

GPa

185

Young's modulus(Z)

ISO 6892 / ASTM E8M

GPa

180

Bruchdehnung(XY)

ISO 6892 / ASTM E8M

%

40 ± 15

Bruchdehnung (Z)

ISO 6892 / ASTM E8M

%

50 ± 20

Schmelztemperatur

N/A

°C

1400


Weitere Informationen zu den technischen Spezifikationen von Titan 6Al-4V finden Sie im Datenblatt des Titan.



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