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Desktop Metal Live Sinter

Eine der größten Herausforderungen für die breite Akzeptanz von MIM-basierten additiven Fertigungstechnologien ist das Sintern. Die Technologie des Sinterns gibt es seit Tausenden von Jahren, seitdem die ersten Keramiktöpfe hergestellt wurden, aber vor allem seit der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts für die Herstellung von Metallteilen.

 

Obwohl es beim Metall-Spritzguss, beim Pressen und Sintern und bei der Additiven Fertigung zur Herstellung von Millionen von Teilen pro Jahr eingesetzt wird, ist der Sinterprozess immer noch so etwas wie eine Blackbox. Das ändert sich mit Live Sinter von Desktop Metal!

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Das Problem

Live Sinter ™ ist eine einzigartige Softwareanwendung, die das Sintern prognostizierbar und wiederholbarer macht. Mithilfe des einzigartigen Multi-Physik-Engine kann die Software die komplexen Kräfte und Verformungen, die während des Sintern auftreten, simulieren und innerhalb von wenigen Minuten eine Geometrie mit „negativem Versatz“ erzeugen, die beim Sintern zu fehlerfreien Teilen führt.

Der Prozess

Sinterverdichtung:

[A] Loses Pulver – Anfängliche Partikel berühren sich an einem einzelnen Punktkontakt.

[B] Vorsintern – Halsbildung zwischen Partikeln; geringe oder keine Schrumpfung.

[C] Zwischensintern – Wachstum des Halses; Schrumpfung beginnt.

[D] Endsintern – Schrumpfung abgeschlossen.

Der aktuelle Stand der Industrie

Während des Sinterns werden Braunteile (eine Kombination aus Metallpulver und Bindemittel) auf knapp unter die Schmelztemperatur des Metalls erhitzt. Dieser Prozess führt zu einem dichten Metallteil, das um etwa 15 Prozent geschrumpft ist. Während dieses Prozesses erfährt das Teil erhebliche Kräfte, die durch Schwerkraft, Reibung und ungleichmäßiges Schrumpfen aufgrund von Dichteschwankungen verursacht werden. Dies kann zu Verformungen führen. Derzeit müssen sich Hersteller auf Best Practices und die Intuition ihrer Ingenieure verlassen, die praktische Erfahrung mit dem Sintern haben, um sicherzustellen, dass ihre Teile erfolgreich aus dem Ofen kommen.

Der Fortschritt durch Live Sinter

Live Sinter ist eine einzigartige Software, die sowohl Geschwindigkeit als auch Leichtigkeit für den Sinterprozess bietet. Die Software ist in der Lage, die komplexen Verformungs- und Compoundierungskräfte zu simulieren, die ein Teil während dem Sintern erfährt. Live Sinter generiert in nur wenigen Minuten mit mehreren Iterationen eine angepasste Teilegeometrie für den Druckjob, indem das Sinterverhalten simuliert und die erwartete Schrumpfung und Verformung im Ofen kompensiert wird. Mit diesen Informationen führt die Software eine Reihe von iterativen Simulationen durch, um automatisch eine Geometrie mit negativem Versatz zu generieren, die die Verformung währen dem Sintern vollständig kompensiert.

Funktionsweise der Software

Schritt 1

Das originale CAD-Modell wird in Live Sinter geladen und das gebundene Metallpulverteil wird von der Software modelliert. Der Anwender muss die Datei nicht überarbeiten oder anpassen.

Schritt 2

Es wird eine Sinter-Simulation durchgeführt, um vorherzusagen zu können wie das Ergebnis aussehen würde, wenn das Teil ohne angewendeten negativen Versatz gefertigt wird.

Schritt 3

Dieses Simulationsergebnis wird verwendet, um eine negative Versatzgeometrie zu erstellen, die die Verformung berücksichtigt. Auch hier muss der Anwender nicht eingreifen.

Schritt 4

Unter Verwendung dieses negativen Versatzes wird eine zweite Sinter-Simulation durchgeführt. Wie hier gezeigt, liegt das projizierte Ergebnis näher am ursprünglichen CAD als in der ersten Simulation, weist jedoch weiterhin Abweichungen auf.

Schritt 5

Auch das zweite Simulationsergebnis wird verwendet, um eine überarbeitete negative Versatzgeometrie unter Berücksichtigung der beiden ersten Simulationen zu erstellen.

Schritt 6

Die Sinter-Simulation wird mit diesem Versatz erneut durchgeführt. Die hier gezeigte projizierte Geometrie hat jetzt einen Großteil der Abweichung aus den vorherigen Iteration eliminiert und kann so gefertigt werden.

Schritt 7

Dieser Prozess des Sinterns wird wiederholt, bis das Simulationsergebnis mit der beabsichtigten endgültigen Geometrie übereinstimmt.

 

Der Anwender kann das durch die Simulation angepasste Bauteil exportieren und an das Desktop Metal Shop System übertragen.

Angebot erhalten

Erklärung der Kräfte

Für das Erzeugen des negativen Versatzes kann nicht einfach das Invertieren der Verformung der ersten Simulation verwendet werden. Jede neue Iteration ist ein völlig neues physikalisches Problem, das gelöst werden muss, um die nächste Iteration des negativen Offsets zu erzeugen.

Der Kern des Shop Systems

Desktop Metal Live Sinter ermöglicht die Simulation kompletter Druckaufträge des Desktop Metal Shop Systems. Dadurch kann bereits im ersten Druckdurchgang eine hervorragende Bauteilqualität erreicht und die Produktionsergebnis verbessert werden.

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