Additive Fertigung: Pulver im Zentrum der Material-Laser-Interaktion
Unternehmen der additiven Fertigung, Sie möchten die Material-Laser-Interaktion Ihrer Pulver beherrschen
Die Material-Laser-Interaktion wird von präzisen physikalisch-chemischen Parametern beeinflusst. Ein nicht konformes Pulver kann zu einer schlechten Absorption der Laserenergie oder zu einer unzureichenden Fließfähigkeit führen und damit die Dichte und die mechanischen Eigenschaften des Bauteils direkt beeinträchtigen.
Was ist additive Fertigung?
Die additive Fertigung besteht darin, ein Bauteil durch schichtweises Auftragen von Pulver herzustellen, das durch einen Laserstrahl aufgeschmolzen wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, die auf Materialabtrag basieren, bietet die additive Fertigung mehrere Vorteile.
Dank ihres heute hohen Reifegrads bietet diese Technologie eine beispiellose Gestaltungsfreiheit und hat zahlreiche Anwendungen in anspruchsvollen Märkten wie derLuft- und Raumfahrt, der Raumfahrt, der Medizintechnik, der Automobilindustrie, …
Da sie metallisch, keramisch oder polymersein können, ist die Qualität der Pulver ein entscheidender Punkt für dieses Verfahren. Im Zentrum der Material-Laser-Interaktion müssen die Pulver insbesondere eine chemische Zusammensetzung, Morphologie, Partikelgrößenverteilung und minimale intrapartikuläre Porosität aufweisen.
Unsere Analyse- und Expertiselösungen
Hochentwickelte physikalisch-chemische Charakterisierung
Um eine homogene Schmelze zu gewährleisten, analysieren wir die grundlegenden Eigenschaften Ihrer Pulver:
Elementaranalyse: Bestimmung von Verunreinigungen und Gasen (C/S, N/O, H, Ar) mittels ICP-OES, ICP-MS und Elementaranalysatoren.
Morphologie und Partikelgrößenverteilung: Analyse mittels Laserbeugung (ISO 13320), Morpho-Granulometrie und REM zur Bewertung von Sphärizität und Größenverteilung (PSD), Schlüsselfaktoren für Packung und Fließfähigkeit.
- Fließfähigkeit : charakterisiert durch eine Fließzeit, kann sie mithilfe eines kalibrierten Trichters vom Typ Hall oder Carney gemessen werden (ISO 4490 und ASTM B 213)
Physikalische Eigenschaften: Messung von Dichte, spezifischer Oberfläche (BET), innerer Porosität und Feuchtigkeit.
- Schüttdichte und Klopfdichte ermöglichen es, durch mechanische Einwirkung die Fähigkeit eines Pulvers zu charakterisieren, sich unter Verdrängung der Luft zwischen den Körnern zu ordnen. (ISO 3953)
- Wahre Dichte bestimmt durch Pyknometrie gemäß der Norm ISO 12154 oder ASTM B 923.
Expertise der äußersten Oberfläche
Der Oxidationszustand oder das Vorhandensein von Verunreinigungen an der äußersten Oberfläche der Körner verändert die Laserabsorption grundlegend.
Identifizierung von Verunreinigungen: Nachweis von partikulären Verunreinigungen mittels MEB-FEG-EDX (manuell oder automatisiert).
Oberflächenanalyse: chemische Identifizierung von Oxidschichten und vorhandenen chemischen Spezies.
- Bewertung der Entfernung von Rückständen aus der additiven Fertigung in Medizinprodukten gemäß ASTM F3335-20
- Analyse der Mikrostruktur anhand einer metallographischen Untersuchung.
Kontrolle von Recycling und Haltbarkeit
Die Wiederverwendung der Pulver nach dem Druck verändert ihre Eigenschaften. Wir richten Qualitätsüberwachungsprotokolle ein, um Ihre Recyclingzyklen zu validieren, ohne die Zuverlässigkeit Ihrer Luftfahrt- oder Medizinteile zu beeinträchtigen.
Wie die Norm NF E 67-010 mit den technischen Spezifikationen für Pulver für Anwendungen der additiven Fertigung nahelegt, können diese Prüfungen auch durch Messungen der spezifischen Oberfläche, der Feuchtigkeit usw. ergänzt werden
FILAB unterstützt Sie bei der Analyse und Charakterisierung Ihrer Metallpulver
Mit umfangreicher Erfahrung in der Umsetzung dieser verschiedenen Techniken und dank eines anerkannten echten Fachwissens im Rahmen von unseren COFRAC-Akkreditierungen und der SAFRAN-Zulassung (insbesondere gemäß dem Lastenheft Ma-0015 – Pr 6000 und Pr 7210), begleitet FILAB Sie bei Ihren Anforderungen an die Analyse von Metallpulvern und an Expertisen im Zusammenhang mit Tätigkeiten der additiven Fertigung.
Kundenqualifizierung
SAFRAN-ZULASSUNG
FILAB hat vor mehreren Jahren die Laborqualifizierung durch die SAFRAN-Gruppe im Rahmen der Verfahren GRP-0087 und GRM-0123 erhalten. Diese Qualifizierung wird regelmäßig nach Audits erneuert, die Safran in unseren Räumlichkeiten durchführt.
FRAMATOME-ZULASSUNG
Im Jahr 2020 erhielt das FILAB-Labor die Lieferantenzulassung von FRAMATOME und gehört nun zur AVL (Approved Vendor List).
DASSAULT AVIATION-ZULASSUNG
Im März 2025 erhielt das FILAB-Labor die DASSAULT AVIATION-Zulassung. Diese Zulassung macht FILAB zu einem zuverlässigen Partner für die Luftfahrtindustrie.
AUBERT ET DUVAL-ZULASSUNG
Seit 2024 ist das FILAB-Labor von Aubert & Duval zugelassen für die Analyse von Feststoffen und Pulvern. Als Referenzakteur in den Bereichen Luftfahrt, Medizinprodukte und Verteidigung etabliert sich FILAB als Schlüsselpartner für die Durchführung von ICP-AES-Analysen.
Unsere FAQ
Um ein Angebot zu erhalten, können Sie unsere Teams über unser Kontaktformular, telefonisch oder per E-Mail kontaktieren.
Teilen Sie uns einfach Ihren Bedarf mit (Materialart, gewünschte Analyse, gegebenenfalls Norm, Dringlichkeit, Anzahl der Proben …). Anschließend senden wir Ihnen innerhalb von 24 bis 48 Stunden ein individuelles technisches und preisliches Angebot zu.
Die Fristen variieren je nach Art der Analyse und der Komplexität des Expertisenprojekts.
FILAB verpflichtet sich jedoch, schnelle Fristen zu bieten, die an Ihre Anforderungen und industriellen Dringlichkeiten angepasst sind.
Bei Technologien wie SLM (Selective Laser Melting) ist das Pulver nicht nur ein einfaches Verbrauchsmaterial; es ist der Werkstoff, der die Auflösung, die Porosität und die Endfestigkeit des Bauteils bestimmt.
Die Wechselwirkung beruht auf der Fähigkeit des Lasers, seine Energie auf die Pulverpartikel zu übertragen, um ein stabiles Schmelzbad zu erzeugen.
Damit ein Laser effizient arbeiten kann, muss das Pulver drei wesentliche Kriterien erfüllen:
Die Morphologie: Die Partikel sollten möglichst kugelförmig sein, um eine gute Fließfähigkeit zu gewährleisten (gleichmäßiges Verteilen auf der Bauplattform).
Die Partikelgrößenverteilung: Die Partikelgröße (oft zwischen 15 und 45 Mikrometern) beeinflusst die Schichtdicke und die Detailgenauigkeit.
Die chemische Zusammensetzung: Eine hohe Reinheit ist erforderlich, um Einschlüsse oder eingeschlossene Gase zu vermeiden, die die Struktur schwächen würden.
Wenn der Laserstrahl auf das Pulverbett trifft, treten mehrere Phänomene gleichzeitig auf:
Absorption: Ein Teil der Energie wird von den Partikeln absorbiert (je nach Farbe und Reflexionsvermögen).
Mehrfachreflexionen: Der Laser „prallt“ zwischen den Pulverpartikeln hin und her, wodurch die Gesamtabsorption im Vergleich zu einer ebenen festen Oberfläche steigen kann.
Schmelzen: Die Partikel gehen vom festen in den flüssigen Zustand über und bilden einen Schmelzkanal, der bei sehr hoher Energie als „Keyhole“ bezeichnet wird.
