LPW Technology Metal AM-IN718 costo in polvere contro costo ridotto per parte

La società di produzione di polveri metalliche 3D con sede nel Regno Unito, LPW Technology, ha l’obiettivo di aggiungere alta qualità ai processi AM con le sue polveri e servizi ben definiti e aumentare l’adozione della stampa 3D in metallo . Due anni fa, l’azienda ha introdotto un nuovo processo di materiali e ha lavorato allo sviluppo di polveri metalliche più ecologiche per la stampa 3D .

LPW mira a produrre polvere di metallo di altissima qualità per il mercato della stampa 3D, il che significa materiale che garantisce una fornitura affidabile e coerente e una tracciabilità completa; questi ultimi due sono controllati da metodi di produzione ottimizzati, catene di approvvigionamento ben note e buoni sistemi di gestione della qualità. Ma quando si tratta di materiale che funziona bene, tutto dipende dalle proprietà della polvere. Secondo LPW, il vecchio adagio “compra a buon mercato, compra due volte” vale ancora per AM.

La società ha recentemente completato un case study, intitolato ” Metal AM-IN718 costo in polvere vs costo ridotto per parte “, che spiega perché ha fiducia nel riutilizzo commerciale delle sue polveri di stampa 3D in metallo Inconel 718.

“Uno dei principali vantaggi dell’AM, rispetto ai metodi di produzione convenzionali, è la capacità di riutilizzare una serie di materiale che è stata attraverso il processo”, ha scritto LPW nel case study. “Il business case per il riutilizzo della polvere è forte, più volte è possibile riutilizzare una partita di polvere, più basso è il costo finale per parte, in base a una minore quantità di polvere” sprecata “. Il numero di volte in cui un materiale può essere riutilizzato è spesso determinato dall’utente o da uno standard industriale percepito, ma in entrambi i casi le prestazioni del materiale nella distribuzione di parti as-built sono in genere la metrica chiave. ”
Diverse cose possono influenzare il costo finale per parte, incluso il materiale, che è spesso considerato il fattore più costoso in termini di produzione continua. Ma, riutilizzando la polvere da stampa 3D, il costo finale per parte non rifletterà necessariamente il costo iniziale per chilo del materiale. Altri fattori che influenzano questo costo includono il numero di parti che possono essere prodotte in ogni build e il numero di build realizzabili che un produttore può completare da un lotto di polvere.

“Il numero di parti prodotte in una singola build è interamente specifico per l’applicazione e dipende dalle dimensioni della parte e dalla dimensione del volume di build disponibile”, ha spiegato LPW nel case study. “Il numero di build che possono essere completati per un singolo lotto dipende dalla velocità con cui la polvere viola i limiti delle specifiche. A questo punto dobbiamo considerare l’influenza dell’evoluzione della polvere, il modo in cui un materiale varia dalle specifiche iniziali. ”

Come mostrato nella figura sopra, e dimostrato da aziende come LPW, la polvere metallica può evolversi con il riutilizzo. La concentrazione di ossigeno della polvere può aumentare in modo lineare con il numero di volte in cui viene riutilizzata, il che si riflette nelle parti stampate 3D finali. In termini di Inconel 718 in particolare, potrebbe potenzialmente influenzare le prestazioni meccaniche dinamiche di un componente. L’azienda ha dimostrato che un aumento del contenuto di ossigeno di 50 ppm era effettivamente sufficiente “per ridurre significativamente la vita a fatica del materiale a temperature elevate”.

“Dove viene dimostrata questa relazione lineare, è logico che iniziare con una polvere vergine con livelli di ossigeno inferiori consentirà di completare più build prima che venga raggiunto il limite delle specifiche”, ha scritto LPW nel case study.
I livelli di ossigeno della polvere di metallo AM sono principalmente controllati dai livelli di ossigeno nel materiale di materia prima, insieme alla purezza del gas e ai parametri del processo durante l’atomizzazione. Questo è il motivo per cui è solitamente più costoso produrre polvere con bassi livelli di ossigeno. Ma, mentre alcuni potrebbero credere che questo significhi che è più economico usare una polvere meno costosa con un contenuto di ossigeno più elevato, questo è solo un presupposto accurato se non si pensa di riutilizzare la polvere.

“Il primo lotto ha un contenuto di ossigeno di 200 ppm (0,02% in peso), con un costo di $ 60 per kg. Il secondo ha un contenuto di ossigeno di 100 ppm (0,01% in peso) con un costo di $ 70 al kg – un aumento del 16,7%, che per lotti di grandi dimensioni rappresenta un costo significativo del materiale. ”

Mentre il secondo lotto è più costoso per kg, è anche inferiore di 100 ppm nei livelli di ossigeno. Il case study di LPW ha determinato che è possibile triplicare il numero di riutilizzi con la polvere di ossigeno inferiore se viene applicato un modesto tasso di evoluzione dell’ossigeno di 3,5 ppm per build a un limite di specifiche del materiale di 250 ppm. Quindi, anche se c’è un aumento del 16,7% nel costo del materiale, la riduzione del 60% del costo finale per parte dall’uso del più costoso e più basso contenuto di ossigeno in polvere ne vale la pena.

Quindi, il materiale di alta qualità, oltre a fornire risultati ottimali dal singolo utilizzo, può essere utilizzato anche per estendere la vita commerciale e le specifiche delle polveri. Come dichiarato da LPW, ottenere la fiducia necessaria per riutilizzare la polvere di stampa 3D in metallo ha completamente cambiato il panorama del caso di business della stampa 3D in metallo.

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