QUALITÄTSKONTROLLE FÜR ADDITIVE FERTIGUNG
Partikelgröße, Form & Pulverchemie vollautomatisch mittels SEM-EDX analysiert
Additive Fertigung
Pulverqualität ist entscheidend
Bei additiv gefertigten Bauteilen sind viele Fehler auf die Qualität des Ausgangspulvers zurückzuführen. Mangelhafte Pulver führen zur Bildung von Poren, Einschlüssen, Mikrorissen und zu unerwünschter Oberflächenrauheit. Optimal geeignet für die additive Fertigung sind runde, homogene Partikel. Zudem müssen die Partikel chemisch identisch und das Pulver frei von Fremdstoffen sein.
Optische Qualitätskontrolle ist begrenzt
Viele Anwender verlassen sich bei der Qualitätskontrolle von Pulvern auf rein optische Verfahren. Der Grund ist einfach: die Analytik ist schnell und die Systeme sind kostengünstig.
In einem Umfeld, das zunehmend eine Null-Fehler-Strategie in der additiven Fertigung fordert (Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik), reicht dieser Ansatz allerdings nicht aus. Die optischen Qualitätskontrolle vernachlässigt die steigenden Anforderungen an die Pulverchemie und Verunreinigungen.
SEM-EDX analysiert Größe, Form & Chemie
Für eine erweiterte Qualitätskontrolle einschließlich der Pulverchemie hat sich die SEM-EDX Methode bewährt. Bei diesem Verfahren werden Partikelgröße und Form durch Abbildung im Rasterelektronenmikroskop (SEM) bestimmt. Gleichzeitig wird die Zusammensetzung der Partikel mittels Elementanalyse (EDX) individuell bestimmt.
Das Beste daran: Das Verfahren ist für die Analyse von vielen Partikeln automatisiert, der Anwender muss nur die Probe präparieren, ins Gerät einlegen und das Programm starten.
Anwendungsbeispiel
Titanlegierungspulver Ti-6Al-4V
Die Größe und Morphologie jedes Partikels wird individuell und vollautomatisch analysiert.
Das Histogramm zeigt die Ergebnisse der Größenmessung umgerechnet in Volumenprozent.
Das Diagramm zeigt die Anteile der Morphologieklassen können für große und kleine Partikel.
Mit Hilfe der EDX-Elementanalyse können die Partikel individuell einer Klasse zugeordnet werden. Bei mangelhaften Ti-6Al-4V Pulvern treten immer wieder reine Titanpartikel auf, die das Gefüge negativ beeinflussen. Auch organische Verunreinigungen kommen häufig vor und führen zu einer Temperaturerhöhung beim Laserschweißen. Dabei werden Kohlenstoffrückstände in das Gefüge eingebrannt.
Phenom ParticleX
Für schnelle Pulveranalytik entwickelt
Für die schnelle SEM-EDX Analyse von Metallpulvern bei der additiven Fertigung muss die Probe lediglich auf eine geeignete Unterlage präpariert werden (durch Vakuumfiltration oder Luftdispersion). Das ParticleX arbeitet im Niedervakuum, um eine Aufladung unter dem Elektronenstrahl zu verhindern. Daher entfällt das lästige Beschichten der Probe. Neben der Pulveranalyse bietet das Gerät auch die Möglichkeit Einschlüsse und Poren im Gefüge vollautomatisch zu analysieren.
ParticleX analysiert auch Einschlüsse
Das ParticleX eignet sich auch hervorragend für die automatische Analyse von Einschlüssen im Gefüge. Dabei wird jeder Einschluss individuell abgebildet, dessen Größe vermessen und mittels EDX-Elementanalyse dessen Chemie bestimmt.
Highlight-Anwendungen