CT-scanning sikrer hurtigere indkøring af 3D-printede metalemner
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

CT-scanning sikrer hurtigere indkøring af 3D-printede metalemner

En gengivelse af den varmeveksler i aluminium, som Teknologisk Institut har fremstillet på en 3D-printer. Takket være 3D-print kan der gøres plads til flere lameller eller en mere kompleks geometri for at øge kølefunktionen. Det er ikke det endelige design, men bare en gengivelse. Illustration: Teknologisk Institut

En af de helt store barrierer for at anvende 3D-printede emner som kritiske komponenter i færdige produkter eller produktionsanlæg er den ofte mangelfulde kvalitetskontrol og dokumentation.

Det gælder i særdeleshed for metalemner, idet metallernes termiske egenskaber er markant anderledes fra eksempelvis plast og kræver fuldstændig styr på procesparametre, nedkølingstider osv.

Derfor er Teknologisk Institut i stigende grad begyndt at anvende CT-scanning i forbindelse med indkøring af nye metaller på centrets metalprintere. Helt konkret har TI’s 3D-print-specialister tyet til røntgenteknologi for hurtigere at få indkørt aluminium som nyt printmateriale til fremstilling af blandt andet varmevekslere.

»Vi har brugt CT-scanning i en del år, men mest til kvalitetssikring af færdige produkter. Nu er det i stigende grad blevet en del af vores indkøringsproces, særligt i forbindelse med aluminium,« forklarer konsulent Troels Bovbjerg.

Indkøringstid på tre-fire måneder

Han anslår, at brugen af CT-scanning har halveret den tid, det normalt tager at indkøre et nyt materiale fra testprint til produktionsmodne emner:

»Hvor det tidligere har taget et års tid, vil jeg mene, vi nu kan gøre det på tre til fire måneder, men det afhænger selvfølgelig også af maskinkapaciteten.«

Når TI kan skære godt halvdelen af indkøringstiden, hænger det ifølge Troels Bovbjerg sammen med, at han og hans kolleger med CT-scanning hurtigt kan få scannet en række testklodser på samme tid og derigennem få vished for, om emnerne ligger inden for de påkrævede tolerancer.

Traditionelt har TI ellers brugt eksempelvis mikroslib til kvalitetssikring af emnerne. Her sliber man testemnets overflade helt glat, ætser den, støber emnet i epoxy og studerer overfladens mikrostrukturer i et mikroskop.

»Vi kan se flere ting med et mikroslib, men med CT-scanningen kan vi hurtigere få et indtryk af emnets densitet, hvilket er det vigtigste på de tidlige stadier. Samtidig går det hurtigere, fordi vi kan få flere emner scannet på samme tid og så lade computeren klare resten af arbejdet. Så vi hiver noget manuelt arbejde ud af processen,« forklarer Troels Bovbjerg.

Bredere procesvindue

Selve gennemlysningen foregår på en Zeiss Metrotom 800 CT-scanner med en voxel-opløsningsgrad på 20 my.

»Det er især indeslutninger, vi leder efter. Dem er CT-scanninger særligt gode til at detektere,« forklarer Bo Nicolajsen, faglig leder, Måling og Kvalitet.

Når TI printer i aluminium, foregår det via en form for mikrosvejsning, hvor emnet bygges op lag for lag i metalpulver, der smeltes via en laser. Det betyder, at rigtig mange procesparametre kan spille ind på det færdige emnes mikrostruktur og dermed hårdhed – det antal watt, laseren smelter pulveret ved, laserens hastighed, hvor tæt lasersporene ligger på hinanden og så videre.

De procesparametre kan TI lettere justere på ved at gennemlyse et testemne med røntgen og derigennem blive klogere på, om der er især indeslutninger i metallet.

»Med CT-scanning kan man nemmere tune sig ind på de forskellige parametre. Vi har et procesvindue, hvori vi kan skrue op og ned for de forskellige tolerancer, men der skal også være en balance i det, for ellers får vi et porøst materiale med udfældning af gasbobler, indesluttet luft eller andre ting,« siger Troels Bovbjerg.

En dyr investering

CT-scanning er langt fra en ukendt metode til kvalitetssikring i industrien. Som Ingeniøren tidligere har skrevet, bruger Novo Nordisk eksempelvis CT-scanninger til at kvalitetssikre doseringsmekanismen i Novos insulinpenne, ligesom det tyske Frauenhofer Institut har udviklet en kæmpe CT-scanner, der kan røntgenfotografere en hel bil med en opløsning på 0,8 millimeter.

Men det er ikke en billig teknologi at komme i gang med. En CT-scanner kan sagtens stå i tre til fire millioner kroner. Troels Bovbjerg medgiver da også, at det er en heftig investering.

»Hvis man skal ud og købe en scanner bare til det formål at indkøre nye materialer, er det selvfølgelig dyrt. Men hvis maskinen står og kører det meste af tiden, tjener den sig hurtigt ind. Især på emner, hvor det netop er afgørende med en ordentlig kvalitetssikring,« siger han.

Tysk virksomhed købte scanner i 2016

Teknologisk Institut er ikke de eneste, der anvender CT-scanning til kvalitetssikring af 3D-printede emner. Den tyske AM-virksomhed FIT installerede i 2016 en CT-scanner på sit hovedkvarter i Lupburg for derigennem at højne såvel kvalitetskontrol som produktionsprocesser.

FIT’s scanner har ifølge en pressemeddelelse fra sidste år en opløsning på ned til fem my og kan håndtere emner op til 550 x 700 millimeter.