Fuzja w złożu proszkowym
Proces ten polega na lokalnym i selektywnym topieniu cienkiej warstwy proszku. Energia jest zazwyczaj dostarczana za pomocą wiązki laserowej lub wiązki elektronowej. Utrwalane są tylko obszary należące do elementu; otaczający proszek pozostaje sypki i służy jako materiał podporowy.
Po zestaleniu nakładana jest nowa warstwa proszku. Cykl ten powtarza się, aż do całkowitego zbudowania trójwymiarowego elementu. Geometria powstaje bezpośrednio na podstawie cyfrowego modelu 3D (dane CAD, podzielone na warstwy).
Fuzja w łożysku proszkowym jest stosowana przede wszystkim w przypadku metali i tworzyw sztucznych. Typowymi materiałami metalowymi są stopy na bazie aluminium, stali, tytanu i niklu; w przypadku tworzyw sztucznych często stosuje się poliamidy.
Kluczową cechą jakościową jest samo łoże proszkowe. Wielkość cząstek, ich kształt, rozkład wielkości cząstek oraz płynność decydują o jakości warstwy. Tylko równomiernie rozłożone, jednorodne złoże proszkowe pozwala uzyskać powtarzalne właściwości elementów.
Decydujące znaczenie ma również stężenie tlenu w przestrzeni roboczej. Proszki metalowe w wysokich temperaturach bardzo szybko reagują z tlenem. Dlatego proces spawania proszkowego odbywa się zazwyczaj w atmosferze gazu ochronnego lub w komorach procesowych poddanych inertyzacji.
Gęstość i wytrzymałość elementów zależą w dużym stopniu od lokalnego wkładu energii. Uproszczonym wskaźnikiem jest gęstość energii właściwa dla objętości
Ev = P/(v⋅h⋅t)
- P to moc wiązki
- V to prędkość skanowania
- H to odstęp między ścieżkami
- T to grubość warstwy.
Fuzja w łożysku proszkowym stawia wysokie wymagania dotyczące przygotowania proszku. Proszki muszą być suche, jednorodne, sypkie i powtarzalne. Starzenie, aglomeracja i utlenianie pogarszają stabilność procesu i jakość elementów.
Przygotowanie proszku, zwilżanie proszku, suszenie i inertyzacja są zatem ściśle powiązane z procesem topienia w łożysku proszkowym. Mają one bezpośredni wpływ na osiągalną jakość elementów i opłacalność procesu.