Laser 3D printimise alused
Metallmaterjalide lisatootmine (3D-printimine) on suur nõudlus lennunduses, kosmosesõidus, navigatsioonis, sõidukites, vormide tootmises, meditsiiniseadmetes ja muudes valdkondades.Praegu sisaldab metallilisandite tootmisprotsessis kasutatav soojusallikas kolme suure energiaga laserkiirt, elektronkiirt, mikrokiire plasmat ja paagutava soojuse sisendit jne, millest laserkiir on kõige laialdasemalt kasutatav suure energiaga kiir. tala soojusallikas metallilisandite valmistamise valdkonnas.Võrreldes elektronkiire ja mikrokiire plasmasoojusallikaga, on laserkiire eelised: peen täpp, madal hind ja suunatav toime kindlaksmääratud materjali asendisse, mis võimaldab realiseerida metallmaterjalide hetkelise sulamise ja vastata termotuumasünteesikanalite lappimise nõuetele. ja osade moodustamine.
Laser-3D-printimisel kasutatavate laserite hulka kuuluvad kiudlaserid, pooljuhtlaserid, Nd:YAG laserid ja CO2 laserid.Erinevad materjalid neelavad erinevaid erineva lainepikkusega lasereid.Üldjuhul on trükipolümeeriks peamiselt CO2 laserid, metallipulbrite 3D-printimisel kasutatakse peamiselt kiudlasereid.Vastavalt erinevatele töötlemismeetoditele võib laserlisandite tootmise jagada selektiivseks laserpaagutamiseks, selektiivseks lasersulatamiseks, otseseks metalli laserpaagutamiseks, laserpulbersadeseks, otseseks metalli sadestamiseks ja nii edasi.Nende hulgas on selektiivne lasersulatus (SLM) praegu üks enim kasutatavaid metallilaseriga 3D-printimise tehnoloogiaid.Selektiivse lasersulatusseadme (SLM) printimisseadme põhistruktuur on näidatud joonisel.Enne printimist 3D-mudel kihistatakse ja seejärel määratakse skaneerimise trajektoor.Esimese sammuna tuleb laud spaatliga ühtlaselt kraapida ja kiht pulbrit peale panna;teise sammuna skannige laseriga sellel pulbrikihil konkreetne trajektoori, et see sulatada ja printimiskiht realiseerida;kolmas samm, liigutage tabelit ühe kihi võrra allapoole ja seejärel korrake ülaltoodud toiminguid nii, et prindikiht oleks virnastatud alt üles, nii et moodustuvad prinditavad 3D-osad.Oksüdatsiooni vältimiseks hõlmab kogu protsess töökambrist õhu väljatõmbamist ja selle täitmist inertgaasiga.
▲ SLM-trükiseadmete põhiprintsiibid
Nõudlus laserite järele laser-3D-printimisel
Nõudlus laserite järele 3D laserprintimiseks kajastub peamiselt kahes aspektis: ühelt poolt võimsus ja võimsuse stabiilsus, teiselt poolt kiire kvaliteet ja punkti suurus.(1) Võimsuse ja võimsuse stabiilsus 3D-printimise vormimisprotsess põhineb peamiselt laseri termilisel efektil, materjali sulatamiseks peab laseri intensiivsus ületama teatud energialäve, seega pööratakse rohkem tähelepanu laseri keskmisele väljundvõimsusele, mis ei ole laseri impulssrežiimi suhtes tundlik, seetõttu kasutatakse tavaliselt pidevaid kiudlasereid ja võimsus jaotub ligikaudu 100 W ja 1000 W vahel.Mida suurem on mudel, seda rohkem on kihte ja seda pikem on printimisaeg.Üldine kestus ulatub mõnest tunnist kümnete tundideni.Seetõttu on laserite pikaajaliseks stabiilseks tööks kõrged nõuded.Kui temperatuur on kõrge, võib metallipulber üle põleda või isegi põhjustada muude moodustunud osade ümbersulamise;temperatuur on madal, metallipulber ei ole täielikult sulanud, nakkuvus ei ole piisav ja vormitud detaili kuju ei pruugi säilida.Seetõttu on laseri võimsuse stabiilsus prindikvaliteedi jaoks ülioluline.(2) Kiire kvaliteet ja täpi suurus Kiirekvaliteet ja täpi suurus peegeldavad üht printimise täpsuse põhiparameetrit.3D-printimine moodustatakse laserkiire skaneerimisel, mida väiksem on laserpunkt, seda suurem on skaneerimise täpsus, seda suurem on prinditava mudeli eraldusvõime ning seda õrnem on prinditava detaili pind palja silmaga nähtav.Kiire massi iseloomustab tavaliselt BPP või M2, mida lähemal on M2 1-le, mis näitab, et mida parem on kiire kvaliteet, mida kontsentreeritum on laserenergia, seda väiksem on mõju ümbritsevale soojusele;samal ajal, mida parem on kiire kvaliteet, seda väiksem on vastav lahknemisnurk ja fookuspunkt on vastavalt väiksem.
GW Laser ja Fastformi oma Uurimine 3D-printimise vallas
GW Laser Tech kui ülemaailmne liider suure heledusega kiudlaserite vallas ning 3D-printimise tehnoloogia kasvuga tegeleb aktiivselt ka selles rakendusvaldkonnas, lansseerides 500W ühemoodilise 10μm/14μm CW kiudlaseri 3D-printimise rakenduste jaoks. meditsiiniseadmed, autoosad, lennundus ja muud valdkonnad.Nende hulgas määrab laigu suuruse 10 μm ja 14 μm erinev südamiku läbimõõt, mis mõjutab peamiselt laseri võimsustihedust, st valgusenergiat pindalaühiku kohta, samadel võimsustingimustel, mida väiksem on punkti suurus, seda suurem on laser võimsustihedus ja suure võimsustiheduse koht sobib kõrge sulamistemperatuuri või suure peegeldusega metallipulbri printimiseks.
▲ GW laser 500W ühemoodiline 10μm kiudlaseri toote eelised:
➢ Üliõhuke, kerge disain, 19-tolline 1,5U kõrgus, kaal < 20 kg, kompaktne struktuur, väike suurus, kerge kaal, mis annab võrratu integreerimismugavuse ja paindliku mitmekülgsuse.
➢ Toote struktuur on suletud kujundusega, mis parandab oluliselt laseri üldist töökindlust 3D-printimise keskkonnas, IP65 kaitsetaset ja võib jätkata töötamist karmides keskkondades, nagu kõrge temperatuur, kõrge õhuniiskus ja suur tolm.
➢ Maksimaalne võimsus on 500 W, millest piisab tavaliselt kasutatavate metallmaterjalide, näiteks austeniitse roostevaba terase, martensiitse roostevaba terase, titaanisulami, niklipõhise supersulami, alumiiniumisulami, magneesiumisulami jms moodustamiseks.
➢ Hea võimsuse stabiilsus, kõikumised tunnis <0,5%, et tagada ülipika printimise protsessi järjepidevus.
➢ Hea kiire kvaliteet, M2<1,1, ühemoodiline 10/14μm kiudväljund, väike väljundpunkt, kõrge trükitäpsus.
FastForm on 3D-printimise tehnoloogia ja seadmete uurimisele ja arendusele spetsialiseerunud ettevõte, mis suudab pakkuda tipptasemel kiireid prototüüpimisteenuseid ja tugilahendusi.See on loonud põhjaliku koostöö ettevõttega GW Laser ning hakkab tulevikus läbi viima 3D-printimise katseid ja uuringuid põhikomponentide kohta lennunduses, automudelites, biomeditsiinis ja muudes valdkondades.Tootsid ühe laseriga tooted FF-M140, FF-M150 õpetamise erimudel, FF-M180D kahe laseriga suuline erimudel, FF-M300H 1000W suure võimsusega lasertööstusmudel, FF-M500 topeltlaseriga mudel, FF-M800 neli lasertooteid ja kõik need saavutavad masstootmise, toetavad kohandatud lokaliseerimislahendusi.Sõltumatult välja töötatud mitme laseriga viilutamise ja tee genereerimise tarkvara FastLayer.Seadmed on täielikult automaatselt juhitavad ja järelevalveta.▲ Mesotheson tootmine FF-M180D kahe laseriga metallist 3D-printer Sellel tootel on järgmised olulised eelised: ➢ Kahesuunaline ja muutuva kiirusega pulbri paigaldamise tehnoloogia, kõrge pulbri kasutamine.➢ Sõltumatu tarkvaraarendus, ühe klõpsuga automaatne viilutamine ja tee planeerimine.➢ Sisseehitatud kaamera, saab kaugjuhtimisega saavutada täisautomaatse juhtimise, järelevalveta töö.➢ Seadmel on integreeritud keevitatud struktuur, millel on tugev stabiilsus ja lihtne paigaldus
▲ FASTFORM FF-M180D koos GW 500W laser-3D-printimistoodetega
3D-printimise tööstuse hetkeseis ja arenguväljavaated
Praegu on 3D-printimine astunud kiire prototüüpimise ajastusse, Hiina Kaubandustööstuse Uurimisinstituudi statistika kohaselt moodustab 2021. aastal suurima osa masinatööstusest järgnevate rakenduste valdkonnas, ulatudes 17,5%-ni, millele järgneb olmeelektroonika ( 16,6% ja autod (16,1%).Tarbeelektroonika ja autotööstuse kiire arenguga laienevad 3D-printimise rakendusvaldkonnad nendes kahes valdkonnas tulevikus veelgi.
Tööstuslikus mastaabis on CIC prognoosi kohaselt 3D-printimise keskmine aastane kasvumäär aastatel 2021–2025 umbes 26,59% ja 2025. aastal jõuab see 70,1 miljardi jüaanini. 3D-printimine hõlmab kolme aspekti: seadmed, materjalid ja teenused, millest suurema osa moodustavad trükiseadmed.CCID avaldatud andmete kohaselt on Hiina 3D-printimisseadmete tööstuse mastaap 2020. aastal 9,254 miljardit jüaani, mis moodustab suurima osakaalu.Praegu on 3D-printimise seadmete hind endiselt suhteliselt kõrge, ühelt poolt pärineb see välismaistest patentidest ja monopolidest, teisalt seetõttu, et Hiina 3D-tööstus algas hilja, nõudlus on väike ja autonoomia aste on kõrge. madal.Hiina tipptasemel töötleva tööstuse uuendamise ja arendamise, tehnoloogia arengu ja kulude langusega näitab Hiina 3D-printimise tööstus tulevikus lokaliseerimise suurenemise trendi.Seadmetootjate vaheline tihe koostöö on 3D-printimise tehnoloogia ulatuse suurendamiseks ülioluline.Guanghui Laser ei keskendu mitte ainult lasertoodete tehnoloogia uurimisele ja innovatsioonile, vaid uurib pidevalt ka lasertöötlustehnoloogia valdkonda ning on pühendunud klientide abistamisele rakendusprobleemide lahendamisel.Hiina juhtiva 3D-printimise seadmete tootjana tunneb Micron Speed Manufacturing kõiki 3D-printimise aspekte ja omab kogenud konsultantide meeskonda, kes pakub klientidele professionaalse 3D-printimise valdkonnas tipptasemel tooteid.Tulevikus teeb Guanghui Laser koostööd meiega Light Speed Manufacturing, et edendada laser-3D-printimise tehnoloogia rakendamist ja arendamist Hiinas ning aidata kaasa tööstuse uuendamisele.
Postitusaeg: 24.02.2022