Determinants of the surface quality, density and dimensional correctness in selective laser melting of the Ti-13Zr-13Nb alloy

Tomasz Seramak, Katarzyna Zasinska, Michel Mesnard, Karolina Bednarz, Paulina Fic, Andrzej Zielinski
2018 Matériaux & Techniques  
Selective laser melting is widely used for custom-designed elements. Successful manufacturing depends on laser treatment parameters and material features. This research aimed to determine the effects of laser power, scan time and hatch distance on surface quality, relative density and dimensional precision for cuboids made of the Ti-13Zr-13Nb alloy. The influence of energy density, energy flux and pre-heating was seen to be decisive to different degrees for the quality of the final specimen.
more » ... final specimen. The results obtained were used to produce prosthetic crowns and bridges. The thermal stresses that appeared resulted in a deflection of the bridges and consequently in a change in design approach. Keywords: selective laser melting / titanium alloys / prosthetic elements / 3D printing quality Résumé. Déterminants de la qualité de surface, de la densité et de l'exactitude dimensionnelle dans la fusion au laser (selective laser melting) de l'alliage Ti-13Zr-13Nb. La fusion par laser (selective laser melting) est largement utilisée pour produire des éléments personnalisés. La fabrication aboutie dépend des paramètres de traitement laser et des caractéristiques du matériau. Cette recherche visait à déterminer les effets de la puissance du laser, du temps de balayage et de la distance des balayages sur : la qualité de la surface, la densité relative et la précision dimensionnelle d'échantillons cubiques en alliage de titane Ti-13Zr-13Nb. L'influence de la densité d'énergie, du flux d'énergie et du préchauffage a été jugée déterminante à différents degrés pour la qualité de l'échantillon final. Les résultats obtenus ont été utilisés pour produire des couronnes dentaires et des ponts prothétiques. Les contraintes thermiques apparues ont entraîné une déviation des ponts et, par conséquent, une modification de la conception. Mots clés: selective laser melting / alliages de titane / éléments prothétiques / qualité d'impression *
doi:10.1051/mattech/2018050 fatcat:t6b3c5dxozc2pmvacuqzccsxru