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revised: Application technology 3D printing in the Welding & Cutting sector

Gases for 3D Print

Research on the best gases for your 3D printing process

Laser cutting and laser welding

Laser cutting and laser welding have established themselves as effective, fast and cost-efficient methods for material processing in numerous industries. These process technologies are used in the automotive, airplane and shipbuilding industry as well as in the semiconductor industry and in medicine. In laser welding, the light is concentrated on one focal spot (Ø 0.2 - 0.3 mm) by means of a focusing optic and the material to be welded is melted quickly thanks to the high energy density. Once the melting point of the material is reached, it evaporates and a vapor canal is created. This is called a keyhole. Around the vapor canal, a melting zone forms in this method. When the laser beam and the workpiece move towards each other, the melted material runs directly behind the laser into the vapour canal and a clean weld is formed. Since this entire process only takes fractions of a second, a very high speed can be achieved in laser welding.

Keyhole welding and 3D laser welding with high laser intensity

In keyhole welding, the material being processed can be almost completely penetrated with the laser’s high energy. The intensity of the laser beam is above the limit of 10 6W/cm2 and its energy ensures that the mixture of evaporated material and shielding gas ionises resulting in laser-induced plasma. In heat conductivity welding, the intensity of the laser beam is below the threshold of 10 6W/cm2 . In this method, metal plasma is formed and there is no deep welding effect. 3D laser welding and cutting is suitable for processing 3D components, profiles or pipes. Even in places that are difficult to access, exact cuts and clean weld seams in high quality are produced. The material-friendly processing reduces follow-up operations and increases the degree of automation. An important argument for laser welding is the high laser welding speed which can guarantee work at a high level.

Which operating or protective gases are used for laser welding?

Depending on the application, different laser gases can be used for laser welding. Due to the better reproducibility, more and more ready-mixed resonator gases are used in the industry. Among the most popular gases are CO2 4.5, N2 5.0 (nitrogen gas for laser cutting), helium for laser welding 4.6 and argon gas for laser welding 4.6.

MESSER SOLUTION

3D printing involves the use of a variety of gases at different stages of the production chain.The latter essentially begins with the production of the powders used in 3D printing. Metallic powders are atomized with a gas jet to give them their spherical shape. Plastic powders, by contrast, undergo a cryogenic grinding process. This involves the use of liquid nitrogen. To guarantee their quality, some powders have to be permanently stored in a shielding gas atmosphere. Special containers filled with shielding gas are used for this purpose.


Depending on the specific process, printing a component involves the use of shielding gases, carrier gases and/or cooling gases. In the majority of printing processes, the type of gas required – and its purity – depends on the material. The following table provides an overview of possible shielding gases. Gases are also needed for subsequent treatment of components. This is done either through subsequent heat treatment designed to achieve homogeneous component properties or by carrying out a subsequent sintering process. Stress relieving annealing, a process that requires the use of a shielding gas, is the typical heat treatment. But other types of heat treatment may also be required.

Messer has now introduced its new “Addline” product range especially for customers.

Contact us and we will gladly provide advice about these gases

revised: Customer process 3D printing in the Welding & Cutting sector

3D Printing

Additive and other 3D printing processes

PROCESS DESCRIPTION

3D printing (also called additive manufacturing) of metals has only been developed in the last few years but is already seen as one of the technologies for the future. Many companies and research centres are investing in research and development with the aim of standardising 3D printing in production.


3D printing involves making components by adding layers of material one by one. This method differs from conventional production processes in that the component is produced directly by melting powder or wire feedstock. The process is well developed in the production of plastics and has been used in this segment for some time. 3D printing of metals is quite another matter: the units are fairly expensive by comparison and are used in industry or at research facilities.


In contrast to conventional manufacturing, 3D printing offers advantages in the production of complex components. The addition of layers one by one very effectively facilitates the production of complex structures that would be difficult or impossible to achieve using traditional manufacturing techniques. 3D printing is frequently used for the manufacture of individual items or small batches as it would be too expensive to set up a conventional production facility. Typical examples include hip or dental prostheses in medicine as well as turbine blades or turbochargers.
 

Aspects of the technique

Present-day methods for additive manufacturing with metals can be organised according to the aspects of material feed and energy sources:

Powder bed

The most common techniques nowadays involve a bed of powder. This means layering coats of powder onto the blank and melting the layers onto the existing component. The source of energy for this can be a laser or an electron beam. In the former case, the process is called Laser Powder Bed Fusion (L-PBF), whereas in the latter, it is referred to as Electron Beam Melting (EBM)


Powder spraying 

Spraying powder requires the use of a carrier gas, meaning that electron beams cannot be used for the energy source. Powder spraying by lasers is already used for additive manufacturing and is known by the name laser metal deposition (LMD). Use of a welding arc in the form of a plasma beam has been known by the name plasma-arc welding for many years. Efforts are being made to adapt this method for additive manufacturing.


Wire feed 
Additive manufacturing techniques using a wire feed can in principle be used with any kind of energy source. Use of these techniques is becoming increasingly widespread due to the relatively low cost of the filler material.


Binder 

Metallic powders are mixed with a binder (often polymer). This binder is used to print a component layer by layer. The first step after printing is to burn out the binder. The next step involves sintering the component at a high temperature. Debinding and sintering cause the component to shrink. This shrinkage must be taken into account in the printing process.

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null Sistema de Gestión del Cumplimiento de Messer

Sistema de Gestión del Cumplimiento de Messer

Preámbulo
El Sistema de Gestión del Cumplimiento de Messer (Messer Compliance Management System - CMS) es nuestro concepto organizativo que describe el sistema de valores de Messer y su aplicación práctica, además de definir las responsabilidades relacionadas. El concepto organizativo tiene como objetivo prevenir de antemano las infracciones del Código Messer. Representa un marco vinculante para las acciones encaminadas a gestionar los conflictos de intereses y cumplir las leyes aplicables, las disposiciones reglamentarias y las normas operativas externas e internas en todas las áreas de negocio de Messer. El CMS de Messer está respaldado por un claro compromiso del Consejo de Administración, los directores generales y la dirección, y sirve como instrumento para crear confianza con nuestros clientes, socios, empleados, así como con la competencia, el público en general y los medios de comunicación.


Código Messer
El Consejo de Administración de Messer Ibérica ha resumido los principios del concepto organizativo en un conjunto de normas ("Código Messer"). El Código Messer representa un gobierno corporativo activo y pretende servir a todos los empleados como orientación para su trabajo diario de conformidad con la declaración de la misión corporativa de Messer. Los Directores Generales deben garantizar, a través de las medidas adecuadas, que todos los empleados tengan libre acceso al Código Messer y estén informados sobre dónde y cómo pueden consultarlo.


El Código de Conducta de Messer es el documento clave del Código Messer. Se complementa y fundamenta con las Directrices del Grupo y las demás directrices, manuales y otras normas internas aplicables a nivel local o del grupo. El Código Messer tiene en cuenta los resultados de los análisis periódicos de riesgos para determinar los riesgos específicos a los que está expuesta la empresa en general.


La competencia profesional y el espíritu emprendedor de nuestros empleados constituyen nuestro recurso más importante para alcanzar nuestros objetivos empresariales. Apreciamos el compromiso y la pasión con que los empleados contribuyen al éxito de la empresa. En el ejercicio de sus actividades, los empleados deben respetar las leyes pertinentes y las normas del Código Messer.


También esperamos de nuestros socios comerciales, clientes y otras partes, con las que Messer trabaja, que observen la legislación aplicable y los principios del Código Messer.
 
Responsables de cumplimiento
El Consejo de Administración de Messer es responsable de supervisar el Sistema de Gestión de Cumplimiento de Messer. Este concepto organizativo es vinculante para todos los Directores Generales, directivos y empleados de Messer.


De conformidad con las disposiciones legales aplicables, los Directores Generales son responsables de aplicar este concepto organizativo en su propia empresa local y de garantizar su cumplimiento. El Consejo de Administración de Messer SE & Co. KGaA ha nombrado a un Chief Compliance Officer (CCO). También existen Compliance Officers locales (LCO), que son designados por los directores regionales de acuerdo con los respectivos Directores Generales locales. El grupo de responsables de cumplimiento se complementa con los jefes de departamento de la oficina corporativa, que se ocupan de los departamentos, como los denominados responsables de cumplimiento por departamento/área (BCO). El Consejo de Administración de Messer ha establecido las tareas, derechos y obligaciones de los responsables de cumplimiento en las directrices para responsables de cumplimiento.
Se asigna un papel modélico a los directores generales, a los gerentes, al CCO, a los LCO y a los BCO. Se espera de ellos un alto grado de competencia social y ética. Los Directores Generales y los directivos deben orientar su actuación hacia una adecuada organización, liderazgo, comunicación, selección, supervisión y orientación. Además, están comprometidos con la protección de los clientes, los empleados y el medio ambiente. En este contexto, su compromiso claro con unas economías limpias y conformes a la ley es tan esencial como prevenir y sancionar las prácticas ilegales.

Análisis de riesgos
Los posibles puntos débiles de Messer se han definido mediante un detallado análisis de riesgos que incluye todas las filiales regionales y los departamentos corporativos.


Programa de formación
Además de la formación presencial, pueden organizarse seminarios web y cursos electrónicos sobre determinados temas relacionados con el Código Messer. Los departamentos corporativos y los órganos de dirección y departamentos locales determinan básicamente los contenidos de la formación y los empleados a los que se impartirá. Adoptan el diseño y la implementación de las formaciones, si es necesario, con el apoyo de proveedores de servicios externos, y garantizan su correcta documentación. El Consejo de Administración del grupo Messer puede especificar las formaciones obligatorias y los contenidos de la formación, así como el grupo de empleados que debe formarse.
 
Informes y auditorías
A través de las directrices del grupo, los artículos de asociaciones unificados en gran medida, las normas de procedimiento para el órgano de dirección de las empresas (locales), las normas que siguen el principio de los "cuatro ojos" y los requisitos individuales de los departamentos centrales, varios puntos están sujetos a una aprobación y presentación de informes definidos.
Se debaten y acuerdan otros temas, se intercambian experiencias e información y se informa sobre ellas en reuniones periódicas a nivel local o regional o en reuniones departamentales.
Los procesos esenciales han sido definidos en Messer y a menudo certificados (por ejemplo, ISO, GMP).


Para cumplir el Código Messer, se debe recurrir a las estructuras organizativas existentes. Los departamentos individuales, los responsables a nivel regional y los órganos de dirección son directamente responsables. De este modo se garantiza la aplicación y el cumplimiento del Código Messer por parte de cada área de responsabilidad.
Con el apoyo de Corporate Legal y Corporate Compliance, la Auditoría Interna lleva a cabo revisiones de varios días de duración a intervalos regulares en todas las empresas locales. De este modo, los hechos (por ejemplo, los estatutos, las normas empresariales, las normas de firma, las formaciones impartidas, el cumplimiento de los informes, etc.) relevantes para el Código Messer se someten a una comprobación más minuciosa. Además, los distintos departamentos también llevan a cabo auditorías detalladas (por ejemplo, SHEQ, gases medicinales, IT). Las observaciones y propuestas de mejora se recogen en un informe que se remite al Consejo de Administración de Messer SE & Co. KGaA. La aplicación de las propuestas de mejora se comprueba mediante auditorías de seguimiento en un plazo determinado.
Los litigios pendientes y potenciales/amenazados basados en un determinado valor/riesgo se consultan de forma centralizada cada tres meses, donde se introducen los detalles relativos a los hechos, el valor del litigio, el estado del caso, el riesgo del proceso y, si es necesario, las reservas constituidas o por constituir.


Los Directores Generales/LCO y los BCO están obligados a notificar al CCO cualquier sospecha de infracción grave del Código Messer. Todos los procesos relevantes para el Código Messer dentro de la respectiva filial regional o dentro del respectivo departamento deben ser comunicados al CCO para el año anterior como parte de un informe anual de cumplimiento a más tardar el 31 de enero.


El CCO informa al Consejo de Administración de Messer SE & Co. KGaA con regularidad y, en casos concretos, previa solicitud, con prontitud sobre cualquier infracción grave del Código Messer de la que se le haya informado; de lo contrario, informa una vez al año.


Una vez al año, todas las filiales locales y departamentos centrales comunican al Vicepresidente de Control Corporativo los hechos relevantes para el informe de riesgos. Esto se discute en el Consejo de Administración de Messer SE & Co. KGaA, que decidirá, en su caso, las medidas necesarias. El Consejo de Supervisión de Messer recibe este informe y, en caso necesario, también aclaraciones detalladas sobre el mismo a título informativo.


Una vez al año, Messer resume todas sus actividades en un informe de sostenibilidad y lo certifica en el marco de la iniciativa mundial de elaboración de informes (GRI).

Notificación de infracciones de cumplimiento y casos sospechosos establecidos
Los directores generales y directivos deben organizar su responsabilidad de tal manera que los informes de los empleados sobre la violación de la legislación aplicable o del Código de Messer ("violaciones de cumplimiento"), así como los casos razonablemente sospechosos, puedan ser puestos en su conocimiento en cualquier momento con el fin de garantizar una solución inmediata.

Las Directrices para la notificación y el tratamiento de las infracciones de las normas en Messer describen cómo puede notificarse la información sobre infracciones de las normas o faltas de conducta y cómo deben tratarse.

El "Canal Interno de Información", gestionado por un proveedor externo en nombre de Messer, está disponible en la web: www.messer.ethicspoint.com o por teléfono (podrá encontrar el número de teléfono para su país en el sitio web.)


Como parte de la elaboración de informes, debe crearse un informe que recoja la respuesta a las infracciones de cumplimiento identificadas. Esto debe incluir una descripción de cómo se investigó el incidente, la determinación de las consecuencias de la conducta ilícita identificada y la decisión sobre las medidas ulteriores.
Los Directores Generales tienen que garantizar, a través de las medidas adecuadas, que todos los empleados estén informados sobre cómo y a quién deben notificarse las infracciones del Código Messer, incluida la notificación pública de la línea directa y la dirección de correo electrónico de cumplimiento. 

 


Vila-seca, 31 de mayo de 2022


Messer Ibérica de Gases, SAU
Sr. Nicolás Denís, presidente del Consejo
Sr. Cedric Casamayou, miembro del Consejo
Dr. Tobias Dietrich, miembro del Consejo