Nytt forskningssteg gör metallbaserad 3D‑printing mer effektiv

Genom att finjustera gasatmosfären i binder‑jetting, en av de mest innovativa metoderna för metallbaserad 3D‑printing, tar tekniken steget närmare industriell storskalighet. Industridoktoranden Kai Zissel, verksam vid Linde inom ramen för CAM²-centrum vid Chalmers, avslutar nu sin forskarutbildning med framstående resultat.

Binder‑jetting fungerar som en industriell ”bläckstråleskrivare” där bindemedel sammanfogar metallpulver i tunna lager. Kai Zissel har fokuserat sin forskning på hur gasmixen i processen påverkar materialkvalitet, renhet och återanvändningsbarhet. 

– Ett av de viktigaste resultaten är att vi genom att justera syrehalten kan ta bort bindemedlet mer effektivt och minska oxidation, samtidigt som vi behåller styrkan i komponenten, kommenterar Kai Zissel.

Zissels arbete visar vikten av att hantera processatmosfären: viss oxidation i luft hindrar återanvändning, medan helt inerta gaser kan lämna kvar bindmedelsrester. Reaktiva gaser som väte effektiviserar bindemedelsborttagning men medför säkerhetsrisker. Genom att kombinera låg syrehalt vid avbindning med argon i efterföljande uppvärmning når man nästan samma höga materialkvalitet som med väte. En särskild kombination – skräddarsydd gasblandning vid första steget och väte senare – ger ytterligare förbättringar.

Pierre Forêt, Global Associate Director of Additive Manufacturing på Linde och Zissels handledare, betonar att forskningen har resulterat i en kommersiellt gångbar gasprodukt. Denna kommer hjälpa industrin att optimera sina binder‑jettingprocesser. Trots att tekniken fortfarande är ung, har ett snabbt ökat intresse märkts från tillverkningsindustrin.

– Vi har tagit fram rätt lösning, och eftersom användningen förväntas öka de kommande åren kommer den här forskningens fulla betydelse att bli allt tydligare i takt med att tekniken mognar, säger Pierre Forêt.