Eklemeli imalat teknolojileri, havacılıktan medikal sektöre kadar üretimin kurallarını yeniden yazıyor. Ancak en gelişmiş Metal 3D Yazıcıya (SLM, DMLS veya EBM) sahip olsanız bile, kullanılan hammadde standartlara uygun değilse sonuç hüsran olabilir. İşte bu noktada Küresel (Spherical) Metal Tozları devreye girer.
Metal tozunun kimyasal saflığı kadar, morfolojisi (şekli) de üretim sürecinin verimliliğini ve parçanın mekanik özelliklerini belirler. Peki, neden metal tozlarının "mükemmel küresellikte" olması bu kadar önemli?
Eklemeli imalatın temeli, tozun bir platform üzerine mikron seviyesinde (genellikle 20-60 mikron) serilmesine dayanır.
Sorun: Düzensiz, köşeli veya patates şeklindeki toz tanecikleri birbirine sürtünür ve kilitlenir (interlocking). Bu durum, toz serici (recoater) geçerken topaklanmalara ve eşit olmayan tabaka dağılımına yol açar.
Çözüm: Küresel tozlar, bilye gibi hareket eder. Sürtünme katsayıları düşüktür ve serici bıçak önünde pürüzsüzce akar. Bu, her katmanın homojen olmasını sağlar.
Bir kutuya taş doldurduğunuzu düşünün; taşlar ne kadar düzgün şekilli olursa aralarında o kadar az boşluk kalır.
Küreselliğin Etkisi: Küresel tozlar, birbirleri arasındaki boşlukları en aza indirerek yüksek bir "Görünür Yoğunluk" (Apparent Density) sağlar.
Sonuç: Lazer tozu erittiğinde, arada daha az hava boşluğu kalır. Bu da nihai parçanın %99.9'a varan yoğunluğa ulaşmasını sağlar. Düşük paketleme yoğunluğu ise parçanın içinde gözeneklere (porozite) ve dolayısıyla mekanik zayıflığa neden olur.
Düzensiz şekilli tozlar, erime havuzunda (melt pool) kararsız davranışlar sergileyebilir. Küresel tozlar ise lazer enerjisini daha öngörülebilir şekilde absorbe eder. Bu durum, üretilen parçanın yüzey pürüzlülüğünü (Ra değerini) düşürür. Özellikle son işlem gerektirmeyen veya az gerektiren hassas parçalar (örneğin medikal implantlar) için küresel yapı vazgeçilmezdir.
Eklemeli imalatın en büyük avantajlarından biri atık yönetimidir. Baskı sonrası artan tozlar elenerek tekrar kullanılır. Küresel tozlar mekanik olarak daha dayanıklıdır ve eleme sürecinde şekillerini koruma eğilimindedirler. Bu da operasyonel maliyetleri düşürür.
Her metal tozu 3D yazıcı için uygun değildir. Küresel yapıyı elde etmek için ileri teknoloji atomizasyon yöntemleri kullanılır:
Gaz Atomizasyonu (Gas Atomization - GA): Eriyik metalin yüksek basınçlı inert gazla (Argon/Azot) parçalanmasıdır. En yaygın yöntemdir.
Plazma Atomizasyonu (Plasma Atomization - PA): Özellikle Titanyum gibi reaktif metaller için kullanılır ve en yüksek küresellik oranını sunar.
Plazma Döner Elektrot İşlemi (PREP): Çok temiz ve son derece küresel tozlar üretir.
Endüstriyel 3D baskıda başarı, detaylarda gizlidir. Eğer hedefiniz havacılık standartlarında mukavemet veya kusursuz yüzey kalitesi ise, Gaz veya Plazma Atomizasyonu ile üretilmiş küresel metal tozlarını tercih etmek bir seçenek değil, zorunluluktur.
