Metal 3D baskı denince akla genellikle lazerlerin metal tozunu erittiği (SLM/DMLS) yöntemler gelir. Ancak seri üretim hızı ve maliyet verimliliği söz konusu olduğunda, sahneye başka bir oyuncu çıkar: Binder Jetting (Bağlayıcı Püskürtme).
Isı kullanmadan, metal tozlarını bir yapıştırıcı ajan ile birleştirerek parça üreten bu teknoloji, otomotivden lükse tüketim ürünlerine kadar her yerde devrim yaratıyor. Ancak Binder Jetting sürecinin başarısı, makineden çok kullanılan metal tozunun karakteristiğine bağlıdır. Lazer sistemleri için mükemmel olan bir toz, Binder Jetting için felaket olabilir. Peki, fark nedir?
Süreci anlamadan tozu seçemeyiz. Binder Jetting işleminde, bir baskı kafası (inkjet benzeri) toz yatağının üzerine sıvı bir bağlayıcı püskürtür. Katman katman oluşan bu "Ham Parça" (Green Part), kırılgandır. Baskı sonrası bu parça fırına girer, bağlayıcı uçurulur ve metal tozu sinterlenerek nihai sertliğine ulaşır.
Bu süreç, metal tozundan şu 3 kritik özelliği bekler:
Binder Jetting makineleri, lazer sistemlerine göre çok daha hızlı çalışır. Serici silindir (roller), tozu saniyeler içinde sermelidir.
Eğer toz iyi akmazsa, yüzeyde dalgalanmalar oluşur.
Bu dalgalanmalar, sıvı bağlayıcının düzensiz emilmesine ve parçanın katmanlarının ayrılmasına (delamination) neden olur.
Bu yüzden, küresel (spherical) morfolojiye sahip ve aglomerasyon (topaklanma) yapmayan tozlar tercih edilmelidir.
Lazer sistemlerinde metal eritildiği için yoğunluk baskı anında sağlanır. Ancak Binder Jetting'de yoğunluk, Sinterleme Fırınında elde edilir.
Baskı sırasında tozlar birbirine ne kadar sıkı paketlenirse (aralarında ne kadar az boşluk kalırsa), fırındaki çekme (shrinkage) o kadar az ve kontrollü olur.
Bu nedenle, bimodal veya geniş dağılımlı (farklı boyutlardaki tozların karışımı) tozlar bazen avantajlıdır; küçük tozlar büyüklerin arasını doldurarak yoğunluğu artırır.
Lazer sistemleri genellikle 15-53 µm aralığını severken, Binder Jetting teknolojisi genellikle Metal Enjeksiyon Kalıplama (MIM) endüstrisinde kullanılan daha ince tozlarla (örneğin <22 µm veya <25 µm) harika sonuçlar verir. Daha ince tozlar:
Daha yüksek yüzey alanı sağlar (Sinterleme aktivitesini artırır).
Daha ince detayların ve pürüzsüz yüzeylerin elde edilmesine olanak tanır.
Kullandığınız tozun yüzey kimyası, püskürtülen bağlayıcı ile uyumlu olmalıdır. Toz, sıvıyı ne çok hızlı emip dağılmalı (bleeding - detay kaybı), ne de yüzeyde boncuklanıp kalmalıdır. Bu denge, doğru alaşım ve doğru toz üretim yöntemi (gaz atomizasyonu vb.) ile sağlanır.
Binder Jetting, metal parça üretim maliyetlerini düşürmenin anahtarıdır. Ancak bu anahtarın kilidi açabilmesi için, sadece alaşım türüne (316L, 17-4PH vb.) değil, tozun fiziksel özelliklerine (PSD, morfoloji, yoğunluk) de hakim olmanız gerekir. Standart dışı, ucuz tozlar; fırından çıkan yamuk ve çatlak parçalar demektir.
