De toekomst van kerAMiek
Mark Welters Innalox BV
Innalox BV
2
Wie is Innalox
Producent technisch keramiek Specialisatie in “Natte” vormgeving Innovaties in materialen Prototypes en zeer korte levertijden Ontwikkelingen nieuwe processen
2002 2007 2010 2013
groen bewerken SLM DLP … 3
Producten
4
Maar ook
Advies toepassen keramische materialen Ontwikkeling productietechnieken Nieuwe materialen / composieten Faalanalyses Troubleshooting
5
Calamiteiten Stilstand is kostbaar 500 tot 1000 stuks Binnen 7 dagen Maten altijd anders Materiaal wisselt
6
Prototypes
Samengestelde delen
7
Vraag naar sneller/complexer
7 dagen is soms nog te lang Delen worden steeds complexer Combinatie van conventionele technieken Na sinteren krimpafwijking en deformatie Slijpen vaak tijdrovend
8
Gebruik van AM technologie AM als hulpmiddel Modellen Opspangereedschappen AM als productietechnologie Keramiek 3D vormgeven
9
3D printen van keramiek is hot Veel onderzoek naar 3D printen van keramiek Waarom keramiek ? Vormgevingsmethoden van keramiek
Beperkt aantal technieken
Beperkingen per techniek
Complexiteit proces
Sinterproces (bijna) altijd nodig Nabewerken 10
AM technologien voor keramiek DLP/Stereo lithografie
FDM
Binder jetting
SLM Lasersinteren
11
AM technologien voor keramiek
UWE - CFPR 3D printing lab (UK)
Robocasting Enterprises (US) 12
Ontwikkeling SLM (Selective Laser Melting)
Vanuit dentaal oogpunt Minimale materiaalverspilling Geen ovens meer nodig Geen deformatie in oven
Deze ontwikkeling is in 2007 gestart als onderdeel van “Custom IMD”, een project binnen het 6e kaderprogramma van de EU met als doel binnen 48 uur “custom made” implantaten te produceren. Ontwikkeling samen met Fraunhofer ILT, TNO en BEGO.
13
Principe SLM Depositie poederlaag
Smelten poeder met laser
Bij 1700°C Platform verlagen
14
Laagopbouw Laser Bewegingsrichting Laser
Smeltbad Gesmolten materiaal
Keramiek poeder
15
High speed video SLM
High speed opname van SLM proces (Fraunhofer ILT Duitsland) 16
Revolutionaire ontwikkeling
Eerste techniek waarmee keramiek zonder scheuren met lasers in één stap op te bouwen is Nagenoeg 100% dicht Definitie van keramiek gaat niet meer op
17
Voorbeelden SLM
20 mm 18
Beperkingen SLM
Oppervlakte ruwheid Afmetingen Materialen beperkt Investering hoog
±50µm 30x30x20mm 1 materiaal >500 k€
Ontwikkeling loopt nog
19
Status 3D printen van keramiek
Technologieën beschikbaar 3D printen niet altijd de beste keuze Nieuwe technologie heeft beperkingen – Valkuilen Technieken zijn nog in ontwikkeling!!! Snelheid, prijs en kwaliteit worden steeds beter
20
Keramische AM technieken Techniek
Beperkingen
Voordelen
DLP
Kleine delen Materiaalselectie Veel binder
Oppervlaktekwaliteit Detailniveau
Stereo lithografie
Materiaalselectie Veel binder Extra supportstructuren
Oppervlaktekwaliteit Detailniveau Afmetingen
Binder Jetting
Dichtheid eindproduct Oppervlaktekwaliteit
Afmetingen Meer materialen
FDM
Oppervlaktekwaliteit Detailniveau Veel binder
Afmetingen
SLM
Afmetingen Materiaalselectie Detailniveau
Direct inzetbaar Hoge sterkte
SLS
Dichtheid/sterkte beperkt Thermische nabehandeling
Afmetingen 21
In de praktijk
Net als bij kunststof zijn vele ontwerpen mogelijk maar wat is maakbaar? Materialen belangrijkste struikelblok Aluminiumoxide Zirkoonoxide Siliciumcarbide Siliciumnitride Andere materialen/composieten ?
Bijzondere eigenschappen toevoegen: porositeit, translucentie, kruipbestendigheid, … 22
Technische keramiek in de toekomst
Traditionele technologieën blijven mits concurrerend Doorontwikkeling AM; goedkoper/beter Meer keramische materialen voor AM Kwaliteitsstandaarden voor keramiek Optimalisatie 3D vormgeving – maakbaarheid Advisering; kennis materialen, debinden en sinteren 3D printcentra voor keramiek
23
Wat moet er nu gebeuren
3D keramiek machines Meer materialen Doorontwikkeling – kwaliteit, snelheid, prijs Standaardisatie
Uw hulp is nodig; ontwikkeling start bij het stellen van vragen!
24
Bedankt voor uw aandacht
Mark Welters
[email protected] Tel: +31 77 35 25 000
