Gass gjør 3D-utskrift trygt

3D-utskrift av metaller har blitt et «hett» tema innen maskinteknikk. En kombinasjon av laser og fint metallpulver brukes til å lage deler som ikke kan produseres med noen annen produksjonsteknologi.

Tidrom-metoder er utviklet i den «store vitenskaps» og luftfartsindustriens verden og sprer seg raskt til en mer konvensjonell maskinbygging og revolusjonerer idéer rundt hvordan produkter og produktdeler kunne fungere hvis de ikke var begrenset av produksjonsteknologi.
Kan dette være en perfekt produksjonsrevolusjon?

La oss ikke ta det så langt. Entusiasme rundt nye metoder skaper ofte en situasjon der risikoer og begrensninger bagatelliseres. 3D-utskrift fortjener det meste av den rosen den får, men det har også sine egne vanskeligheter og risikoer, som selvfølgelig kan kontrolleres.

Råmaterialet som brukes til utskriften er metallpulver som er finere enn hvetemel. Den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen er på under 50 mikrometer. Selv om metallene som brukes ikke er giftige, kan de i en så fin pulverform komme dypt ned i luftveiene og gå gjennom vanlige klær og komme til huden eller til og med gjennom huden. Ansatte som arbeider med pulveret og stykkene må bruke vernetøy og pustebeskyttelse. I tillegg kan metallpulver som flyter i luften forårsake en støveksplosjon på samme måte som trestøv og pulver.

Må håndteres i lufttette enheter

HT Laser er et banebrytende finsk selskap innen 3D-metallutskrift som vant National Entrepreneurship Award i oktober. I begynnelsen av 2019 lanserte selskapet en metallskriver med to 700-watt lasere på Keuruu-fabrikken.

En tre-roms enhet med separat ventilasjon ble bygget på fabrikken for å utføre 3D-utskriften. Det ene rommet er for håndtering av pulveret, et annet for 3D-utskrift, og det tredje for etterbehandling av trykte gjenstander. Pulveret og uferdige deler blir alltid behandlet i lufttette apparater.

Gass spiller en viktig rolle i 3D-utskriften. Selve 3D-utskriften foregår i en beskyttet atmosfære, og pulveret holdes også i en beskyttet atmosfære. Helt fra begynnelsen har gasselskapet Linde (tidligere AGA) fungert som en partner i prosjektering og produksjon av systemer for håndtering av gass og pulver. Linde var allerede dyktig med hensyn til systemer som kreves av 3D-skrivermodellen. Linde kan levere gass- og pulverbehandlingssystemer til alle 3D-skrivermerker på markedet.

HT Laser ble grunnlagt for tretti år siden for å levere avklipp som ble optimalisert og foredlet etter behov til en rekke ingeniørselskaper. På den tiden var HT Laser et banebrytende selskap i Finland innen laser- og vannskjæring. HT Laser var også et av de første selskapene til å tilby lasersveising.

«Nå er vi i samme situasjon med 3D-metallutskrift», sier Sanna Teiskonen, forretningsdirektør og medeier av HT Laser. «Vi vil kunne levere fordelene med den nye metoden til et stort antall interesserte kunder.»

«Med 3D-utskrift er det mulig å optimalisere formen på delen fullstendig med hensyn til dens styrke og funksjonelle krav. Jo sterkere materialet er, jo mindre vil det slites ut. Glans, overflateformer og perforeringer gjør produktet billigere og ikke dyrere, som tilfellet er med mekanisering, sier Teiskonen.

Høsten 2018 tok HT Laser beslutningen om å kjøpe en 3D-metallskriver, og mot slutten av året var selve maskinen og tilhørende utstyr klare.

Selskapet forberedte seg veldig godt på den nye teknologien. Allerede et par år før investeringen etablerte selskapet et 3D-akademi, der ansatte fra alle seksjoner kunne lære om metodens muligheter og krav.

I følge Teiskonen var det bemerkelsesverdig hvor mye forberedelser som var nødvendig for å begynne å trykke. Selskapet hadde aldri håndtert pulver eller gass i så stor skala, og det var viktig å håndtere dette med største omhu, siden det er et kritisk element når det gjelder arbeidssikkerhet.

I Finland er de fleste ingeniørfirmaer som er interessert i 3D-utskrift avhengig av ekspertisen og tjenestene til rundt fem finske underleverandører. HT Laser skiller seg ut i forhold til konkurrentene på grunn av størrelsen. HT Laser produserer komponenter og sammenstillinger på syv steder i Finland og i Poznań, Polen. Produksjonsteknologiene deres inkluderer for eksempel lasersveising med en robot, som er ideell for å sveise trykte komponenter sammen. Ifølge Sanna Teiskonen er selskapet i en utmerket posisjon til å tilby produkter der den trykte komponenten er en del av en større enhet.

Fast materiale kan være billigere

HT Laser trykker aluminium, rustfritt stål, verktøystål, titan og nikkelbaserte superlegeringer.

I følge Teiskonen må noen aspekter vurderes annerledes sammenlignet med andre prosesser når en designer et stykke som kan trykkes med 3D-skriver. Ett slikt aspekt er materialet.

«Jo større objektet er, jo mer koster det. Men selve utformingen er gratis.»