Grundlæggende om laser 3D print
Additiv fremstilling (3D-print) af metalmaterialer er i stor efterspørgsel inden for luftfart, rumfart, navigation, køretøjer, formfremstilling, medicinsk udstyr og andre områder.På nuværende tidspunkt omfatter varmekilden, der anvendes i fremstillingsprocessen for metaladditiv, tre højenergistråler af laserstråle, elektronstråle, mikrostråleplasma og sintringsvarmeinput osv., hvoraf laserstrålen er den mest udbredte højenergistråle. strålevarmekilde inden for metaladditiv fremstilling.Sammenlignet med elektronstrålen og mikrostråleplasmavarmekilden har laserstrålen fordelene ved fine plet, lave omkostninger og retningsbestemt handling til den specificerede materialeposition, som kan realisere den øjeblikkelige smeltning af metalmaterialer og opfylde kravene til fusionskanallapning og deldannelse.
Lasere, der bruges til 3D-laserprint, omfatter fiberlasere, halvlederlasere, Nd:YAG-lasere og CO2-lasere.Forskellige materialer absorberer forskellige lasere med forskellige bølgelængder.Generelt er printpolymeren hovedsageligt CO2-lasere, mens 3D-printning af metalpulvere hovedsageligt bruger fiberlasere.Ifølge de forskellige behandlingsmetoder kan laseradditiv fremstilling opdeles i selektiv lasersintring, selektiv lasersmeltning, direkte metallasersintring, laserpulveraflejring, direkte metalaflejring og så videre.Blandt dem er selektiv lasersmeltning (SLM) i øjeblikket en af de mest udbredte metallaser-3D-printteknologier.Den grundlæggende struktur af en selektiv lasersmeltende (SLM) udskrivningsenhed er vist i figuren.Før udskrivning lægges 3D-modellen i lag, og derefter bestemmes scanningsbanen.Det første trin er at skrabe bordet jævnt med en spatel og lægge et lag pulver på det;det andet trin, brug en laser til at scanne en specifik bane på dette pulverlag for at smelte det og realisere et tryklag;det tredje trin, flyt bordet et lag ned, og cyklus derefter ovenstående operationer, så printlaget er stablet fra bund til top, så de 3D-dele, der skal printes, dannes.For at forhindre oxidation involverer hele processen udsugning af luft fra arbejdskammeret og fyldning af det med inert gas.
▲ Grundlæggende principper for SLM-printudstyr
Efterspørgslen efter lasere i laser 3D print
Efterspørgslen efter lasere til 3D-laserprint afspejles hovedsageligt i to aspekter: på den ene side kraft- og effektstabilitet, på den anden side strålekvalitet og spotstørrelse.(1) Strøm- og strømstabilitet 3D-udskrivningsformningsproces afhænger hovedsageligt af laserens termiske effekt, laserintensiteten skal overstige en vis energitærskel for at smelte materialet, så der lægges mere vægt på laserens gennemsnitlige udgangseffekt, som er ikke følsom over for laserens pulstilstand, så det bruges normalt kontinuerlige fiberlasere, og effekten er nogenlunde fordelt mellem 100W og 1000W.Jo større model, jo flere lag er der, og jo længere udskrivningstid.Den generelle varighed varierer fra et par timer til snesevis af timer.Derfor er der høje krav til langtidsstabil drift af lasere.Hvis temperaturen er høj, kan metalpulveret overbrænde eller endda få andre formede dele til at omsmelte;temperaturen er lav, metalpulveret er ikke smeltet grundigt, vedhæftningen er ikke tilstrækkelig, og formen af det dannede element kan muligvis ikke opretholdes.Derfor er laserens strømstabilitet afgørende for printkvaliteten.(2) Strålekvalitet og spotstørrelse Strålekvalitet og spotstørrelse afspejler en af nøgleparametrene for udskrivningsnøjagtighed.3D-print dannes ved laserstrålescanning, jo mindre laserplet er, jo højere nøjagtighed er scanningen, jo højere opløsning er den printede model, og jo mere sart overfladen af den printede del er synlig for det blotte øje.Strålemasse er sædvanligvis karakteriseret ved BPP eller M2, jo tættere M2 er på 1, hvilket indikerer, at jo bedre strålekvaliteten er, jo mere koncentreret laserenergien er, desto mindre er indvirkningen på den omgivende varme;på samme tid, jo bedre strålekvaliteten er, jo mindre er den tilsvarende divergensvinkel, og det fokuserede punkt vil være tilsvarende mindre.
GW Laser og Fastform's Udforskning inden for 3D-print
GW Laser Tech, som den globale leder inden for fiberlasere med høj lysstyrke, med fremkomsten af 3D-printteknologi, udforsker også aktivt dette applikationsfelt og lancerer en 500W single-mode 10μm/14μm CW fiberlaser til 3D-printapplikationer, for medicinsk udstyr, bildele, rumfart og andre områder.Blandt dem bestemmer 10 μm og 14 μm forskellige kernediameter størrelsen på stedet, hvilket hovedsageligt påvirker lasereffekttætheden, det vil sige lysenergien pr. arealenhed, under de samme strømforhold, jo mindre pletstørrelsen er, jo større er laseren effekttæthed, og spot med høj effekttæthed er velegnet til udskrivning af højt smeltepunkt eller højreflekterende metalpulver.
▲ GW laser 500W single mode 10μm fiber laser produkt fordele:
➢ Ultratyndt, letvægtsdesign, 19 tommer 1,5U højde design, vægt < 20 kg, kompakt struktur, lille størrelse, let vægt, hvilket giver uovertruffen integrationskomfort og fleksibel alsidighed.
➢ Produktstrukturen vedtager et lukket design, som i høj grad forbedrer laserens overordnede pålidelighed til 3D-printmiljøet, IP65-beskyttelsesniveau og kan fortsætte med at fungere i barske miljøer såsom høj temperatur, høj luftfugtighed og højt støv.
➢ Den maksimale effekt er 500W, hvilket er nok til at danne almindeligt anvendte metalmaterialer såsom austenitisk rustfrit stål, martensitisk rustfrit stål, titanlegering, nikkelbaseret superlegering, aluminiumslegering, magnesiumlegering og så videre.
➢ God strømstabilitet, udsving i timen <0,5 %, for at sikre proceskonsistensen ved ultralang udskrivning.
➢ God strålekvalitet, M2<1,1, single-mode 10/14μm fiberoutput, lille outputplet, høj udskrivningsnøjagtighed.
FastForm er en virksomhed, der er specialiseret i forskning og udvikling af 3D-printteknologi og -udstyr, som kan levere førsteklasses hurtige prototyping-tjenester og understøttende løsninger.Det har etableret et dybtgående samarbejde med GW Laser og vil i fremtiden udføre 3D-printtests og forskning i nøglekomponenter inden for rumfart, bilmodeller, biomedicin og andre områder.Lanceret FF-M140 enkeltlaserprodukter, FF-M150 undervisningsspecialmodel, FF-M180D dobbeltlaser oral specialmodel, FF-M300H 1000W højeffekt laserindustrimodel, FF-M500 dobbeltlasermodel, FF-M800 fire laserprodukter og alle opnår masseproduktion, understøtter tilpassede lokaliseringsløsninger.Uafhængigt udviklet multi-laser udskærings- og stigenereringssoftware FastLayer.Udstyret er fuldautomatisk styret og uden opsyn.▲ Mesothesonisk fremstilling FF-M180D dobbelt lasermetal 3D-printer Dette produkt har følgende væsentlige fordele: ➢ Tovejs og variabel hastighed pulverlægningsteknologi, høj pulverudnyttelse.➢ Uafhængig softwareudvikling, fuldførelse med et enkelt klik af automatisk udskæring og stiplanlægning.➢ Indbygget kamera, kan eksternt opnå fuldautomatisk kontrol, uovervåget betjening.➢ Udstyret vedtager integreret svejset struktur med stærk stabilitet og nem installation
▲ FASTFORM FF-M180D med GW 500W laser 3D print produkter
Den nuværende situation og udviklingsmuligheder for 3D-printindustrien
På nuværende tidspunkt er 3D-printning trådt ind i æraen med hurtig prototyping, ifølge statistikken fra China Commercial Industry Research Institute, tegner maskinindustrien i downstream-applikationsområdet sig for den største andel i 2021 og nåede 17,5%, efterfulgt af forbrugerelektronik ( 16,6 %) og biler (16,1 %).Med den hurtige udvikling af forbrugerelektronik og bilindustrien vil anvendelsesområderne for 3D-print på disse to områder blive udvidet yderligere i fremtiden.
Med hensyn til industriel skala er den gennemsnitlige årlige sammensatte vækstrate for 3D-udskrivning i 2021-2025 ifølge CIC's fremskrivning omkring 26,59%, og den vil nå 70,1 milliarder yuan i 2025. 3D-udskrivning dækker tre aspekter: udstyr, materialer og serviceydelser, hvoraf trykudstyr udgør størstedelen.Ifølge data frigivet af CCID er omfanget af Kinas 3D-printudstyrsindustri i 2020 9,254 milliarder yuan, hvilket tegner sig for den højeste andel.På nuværende tidspunkt er prisen på 3D-printudstyr stadig relativt høj, på den ene side stammer det fra udenlandske patenter og monopoler, på den anden side, fordi Kinas 3D-industri startede sent, efterspørgslen er lille, og graden af autonomi er lav.Med opgraderingen og udviklingen af Kinas avancerede fremstillingsindustri, udviklingen af teknologi og faldet i omkostningerne, vil Kinas 3D-printerindustri vise en tendens til stigende lokalisering i fremtiden.Tæt samarbejde mellem enhedsproducenter er afgørende for at drive omfanget af 3D-printteknologi.Guanghui Laser fokuserer ikke kun på forskning og innovation af laserproduktteknologi, men udforsker også løbende inden for laserbehandlingsteknologi og er forpligtet til at hjælpe kunder med at løse applikationsproblemer.Som en førende producent af 3D-printudstyr i Kina er Micron Speed Manufacturing bekendt med alle aspekter af 3D-print og har et erfarent team af konsulenter til at give kunderne avancerede produkter inden for professionel 3D-print.I fremtiden vil Guanghui Laser arbejde sammen med Us Light Speed Manufacturing for at fremme anvendelsen og udviklingen af laser 3D-printteknologi i Kina og hjælpe med industriel opgradering.
Indlægstid: 24-2-2022