DMLS versus smeden voor stalen onderdelen met hoge sterkte

Onderdelen van hoogwaardige staal markt staat steeds vaker voor een verwerking keerpunt. Hoewel klassieke smeedtechnieken bewezen betrouwbaarheid bieden, stijgt de adoptie van DMLS jaarlijks met 19% vanwege de vrijheid in ontwerp.

Methodologie

1. Testmonsters

• Ontwerp: Gestandaardiseerde teststaafjes en daadwerkelijke productie-onderdelen:

Ophangingsgaffel (780g)

Turbineschakelstang (620g)

• Materiaal: AISI 4340 staal, warmtebehandeld tot 42-44 HRC

2. Productiesystemen

• DMLS: EOS M 300-4 (400W laser, 30μm laagdikte)

• Gesmed: 1500 ton hydraulische pers met inductieverwarming

3.Evaluatiemetrics

• Trek-/vermoeiingstesten (volgens ASTM E8/E466)

• Microstructuur-analyse (SEM/EDS)

• Kostenanalyse productie (machine-uren, materiaal, nabewerking)

Discussie

1.Wanneer DMLS zinvol is

• Prototyping: levertijd van 5 dagen t.o.v. 8 weken voor gesmede prototypes

• Complexe geometrieën: Interne kanalen of topologie-geoptimaliseerde ontwerpen

• Kleine series: <200 eenheden voor middelgrote onderdelen

2.Voordelen van smeden

• Groot volume: >300 eenheden per jaar

• Critieke veiligheidsdelen: Besturing/ophangingscomponenten

• Materiaalefficiëntie: 95% benutting tegenover DMLS' 60-70%

Conclusie

Voor onderdelen van hoogwaardige staal:

• DMLS: Ideaal voor complexe, laagvolume onderdelen waarbij snelle iteraties nodig zijn

• Smeden: Blijft de beste optie voor productie in groot volume en maximale sterkte

Emergeer hybride benaderingen (DMLS bijna-net-vormen + gesmeed afwerkingsproces) vereisen verdere studie.