Dasar-dasar pencetakan 3D laser
Manufaktur aditif (pencetakan 3D) dari bahan logam sangat diminati di bidang penerbangan, kedirgantaraan, navigasi, kendaraan, pembuatan cetakan, peralatan medis, dan bidang lainnya.Saat ini, sumber panas yang digunakan dalam proses pembuatan aditif logam mencakup tiga sinar energi tinggi dari sinar laser, sinar elektron, plasma sinar mikro dan masukan panas sintering, dll., di mana sinar laser adalah energi tinggi yang paling banyak digunakan. sumber panas balok di bidang manufaktur aditif logam.Dibandingkan dengan sinar elektron dan sumber panas plasma microbeam, sinar laser memiliki keunggulan titik halus, biaya rendah, dan tindakan terarah ke posisi material yang ditentukan, yang dapat mewujudkan peleburan seketika bahan logam dan memenuhi persyaratan lapping saluran fusi dan pembentukan bagian.
Laser yang digunakan dalam pencetakan laser 3D meliputi laser serat, laser semikonduktor, laser Nd:YAG, dan laser CO2.Bahan yang berbeda menyerap laser yang berbeda dengan panjang gelombang yang berbeda.Secara umum, polimer pencetakan sebagian besar adalah laser CO2, sedangkan pencetakan 3D bubuk logam sebagian besar menggunakan laser serat.Menurut metode pemrosesan yang berbeda, pembuatan aditif laser dapat dibagi menjadi sintering laser selektif, peleburan laser selektif, sintering laser logam langsung, pengendapan bubuk laser, pengendapan logam langsung dan sebagainya.Di antara mereka, peleburan laser selektif (SLM) saat ini adalah salah satu teknologi pencetakan 3D laser logam yang paling banyak digunakan.Struktur dasar perangkat pencetakan peleburan laser selektif (SLM) ditunjukkan pada gambar.Sebelum dicetak, model 3D berlapis dan kemudian lintasan pemindaian ditentukan.Langkah pertama adalah mengikis meja secara merata dengan spatula dan meletakkan lapisan bubuk di atasnya;langkah kedua, gunakan laser untuk memindai lintasan tertentu pada lapisan bubuk ini untuk melelehkannya dan mewujudkan lapisan pencetakan;langkah ketiga, pindahkan tabel ke bawah satu lapisan, lalu putar operasi di atas, sehingga lapisan pencetakan ditumpuk dari bawah ke atas, sehingga bagian 3D yang akan dicetak terbentuk.Untuk mencegah oksidasi, seluruh proses melibatkan ekstraksi udara dari ruang kerja dan mengisinya dengan gas lembam.
▲ Prinsip dasar peralatan pencetakan SLM
Permintaan laser dalam pencetakan 3D laser
Permintaan laser untuk pencetakan laser 3D terutama tercermin dalam dua aspek: di satu sisi, stabilitas daya dan daya, di sisi lain, kualitas sinar dan ukuran titik.(1) Daya dan stabilitas daya Proses pembentukan pencetakan 3D terutama bergantung pada efek termal laser, intensitas laser harus melebihi ambang batas energi tertentu untuk melelehkan material, sehingga lebih banyak perhatian diberikan pada daya keluaran rata-rata laser, yang mana tidak sensitif terhadap mode pulsa laser, sehingga biasanya digunakan laser serat kontinu, dan daya didistribusikan secara kasar antara 100W dan 1000W.Semakin besar modelnya, semakin banyak lapisannya, dan semakin lama waktu cetaknya.Durasi umum berkisar dari beberapa jam hingga puluhan jam.Oleh karena itu, ada persyaratan tinggi untuk pengoperasian laser yang stabil dalam jangka panjang.Jika suhunya tinggi, bubuk logam dapat terbakar berlebihan, atau bahkan menyebabkan bagian lain yang terbentuk meleleh kembali;suhunya rendah, serbuk logam tidak meleleh secara menyeluruh, daya rekatnya tidak cukup, dan bentuk dari bagian yang terbentuk mungkin tidak dapat dipertahankan.Oleh karena itu, stabilitas daya laser sangat penting untuk kualitas cetak.(2) Kualitas balok dan ukuran titik Kualitas balok dan ukuran titik mencerminkan salah satu parameter kunci akurasi pencetakan.Pencetakan 3D dibentuk oleh pemindaian sinar laser, semakin kecil titik laser, semakin tinggi akurasi pemindaian, semakin tinggi resolusi model cetakan, dan semakin halus permukaan bagian yang dicetak terlihat dengan mata telanjang.Massa balok biasanya dicirikan oleh BPP atau M2, semakin dekat M2 dengan 1, menunjukkan bahwa semakin baik kualitas sinar, semakin terkonsentrasi energi laser, semakin kecil dampaknya terhadap panas di sekitarnya;pada saat yang sama, semakin baik kualitas sinar, semakin kecil sudut divergensi yang sesuai, dan titik fokus akan semakin kecil.
GW Laser dan Bentuk cepat Eksplorasi di Bidang 3D Printing
GW Laser Tech, sebagai pemimpin global dalam laser serat kecerahan tinggi, dengan munculnya teknologi pencetakan 3D, juga secara aktif menjajaki bidang aplikasi ini, meluncurkan laser serat CW 10μm/14μm mode tunggal 500W untuk aplikasi pencetakan 3D, untuk perangkat medis, suku cadang otomotif, kedirgantaraan dan bidang lainnya.Di antara mereka, 10μm dan 14μm ukuran diameter inti yang berbeda menentukan ukuran titik, terutama mempengaruhi kerapatan daya laser, yaitu energi cahaya per satuan luas, di bawah kondisi daya yang sama, semakin kecil ukuran titik, semakin besar laser kepadatan daya, dan titik kepadatan daya tinggi cocok untuk mencetak titik leleh tinggi atau bubuk logam refleksi tinggi.
▲ GW laser 500W single mode 10μm keunggulan produk laser serat:
➢ Desain ultra-tipis, ringan, desain tinggi 19 inci 1,5U, berat <20kg, struktur kompak, ukuran kecil, ringan, memberikan kenyamanan integrasi yang tak tertandingi dan keserbagunaan yang fleksibel.
➢ Struktur produk mengadopsi desain tertutup, yang sangat meningkatkan keandalan keseluruhan laser untuk lingkungan pencetakan 3D, tingkat perlindungan IP65, dan dapat terus beroperasi di lingkungan yang keras seperti suhu tinggi, kelembapan tinggi, dan debu tinggi.
➢ Daya maksimum adalah 500W, yang cukup untuk membentuk bahan logam yang umum digunakan seperti baja tahan karat austenitik, baja tahan karat martensitik, paduan titanium, superalloy berbasis nikel, paduan aluminium, paduan magnesium, dan sebagainya.
➢ Stabilitas daya yang baik, fluktuasi per jam <0,5%, untuk memastikan konsistensi proses pencetakan ultra-panjang.
➢ Kualitas pancaran bagus, M2<1.1, keluaran serat mode tunggal 10/14μm, titik keluaran kecil, akurasi cetak tinggi.
FastForm adalah perusahaan yang berspesialisasi dalam penelitian dan pengembangan teknologi dan peralatan pencetakan 3D, yang dapat menyediakan layanan prototyping cepat dan solusi pendukung terbaik.Ini telah menjalin kerja sama mendalam dengan GW Laser, dan akan melakukan tes pencetakan 3D dan penelitian komponen utama di ruang angkasa, model otomotif, biomedis, dan bidang lainnya di masa mendatang.Meluncurkan produk laser tunggal FF-M140, model khusus pengajaran FF-M150, model khusus oral laser ganda FF-M180D, model industri laser daya tinggi 1000W FF-M300H 1000W, model laser ganda FF-M500, empat produk laser FF-M800, dan semuanya mencapai produksi massal, mendukung solusi pelokalan yang disesuaikan.Perangkat lunak multi-laser slicing dan pembuatan jalur FastLayer yang dikembangkan secara independen.Peralatan sepenuhnya dikontrol secara otomatis dan tanpa pengawasan.▲ Pabrikan mesothesonik FF-M180D printer 3D logam laser ganda Produk ini memiliki keunggulan signifikan sebagai berikut: ➢ Teknologi peletakan bubuk kecepatan dua arah dan variabel, pemanfaatan bubuk tinggi.➢ Pengembangan perangkat lunak independen, penyelesaian pemotongan otomatis dan perencanaan jalur dengan sekali klik.➢ Kamera bawaan, dari jarak jauh dapat mencapai kontrol otomatis penuh, operasi tanpa pengawasan.➢ Peralatan mengadopsi struktur las terintegrasi, dengan stabilitas yang kuat dan pemasangan yang mudah
▲ FASTFORM FF-M180D dengan produk pencetakan 3D laser GW 500W
Situasi saat ini dan prospek perkembangan industri percetakan 3D
Saat ini, pencetakan 3D telah memasuki era pembuatan prototipe cepat, menurut statistik Institut Riset Industri Komersial China, industri permesinan di bidang aplikasi hilir menyumbang proporsi terbesar pada tahun 2021, mencapai 17,5%, diikuti oleh elektronik konsumen ( 16,6%) dan mobil (16,1%).Dengan pesatnya perkembangan industri elektronik konsumen dan otomotif, area aplikasi pencetakan 3D di kedua bidang ini akan semakin diperluas di masa mendatang.
Dalam skala industri, menurut proyeksi CIC, rata-rata tingkat pertumbuhan gabungan tahunan pencetakan 3D pada 2021-2025 adalah sekitar 26,59%, dan akan mencapai 70,1 miliar yuan pada 2025. Pencetakan 3D mencakup tiga aspek: peralatan, bahan dan jasa, yang sebagian besar terdiri dari peralatan pencetakan.Menurut data yang dirilis oleh CCID, skala industri peralatan pencetakan 3D China pada tahun 2020 adalah 9,254 miliar yuan, merupakan proporsi tertinggi.Saat ini harga alat cetak 3D masih tergolong tinggi, di satu sisi berasal dari paten dan monopoli asing, di sisi lain karena industri 3D China mulai terlambat, permintaannya kecil, dan tingkat otonominya rendah. rendah.Dengan peningkatan dan pengembangan industri manufaktur kelas atas China, perkembangan teknologi dan penurunan biaya, industri pencetakan 3D China akan menunjukkan tren lokalisasi yang meningkat di masa depan.Kolaborasi yang erat antara produsen perangkat sangat penting untuk mendorong skala teknologi pencetakan 3D.Guanghui Laser tidak hanya berfokus pada penelitian dan inovasi teknologi produk laser, tetapi juga terus mengeksplorasi bidang teknologi pemrosesan laser, dan berkomitmen untuk membantu pelanggan memecahkan masalah aplikasi.Sebagai produsen peralatan pencetakan 3D terkemuka di China, Micron Speed Manufacturing akrab dengan semua aspek pencetakan 3D, dan memiliki tim konsultan yang berpengalaman untuk menyediakan produk kelas atas kepada pelanggan di bidang pencetakan 3D profesional.Di masa mendatang, Guanghui Laser akan bekerja sama dengan Us Light Speed Manufacturing untuk mempromosikan penerapan dan pengembangan teknologi pencetakan laser 3D di Tiongkok dan membantu peningkatan industri.
Waktu posting: Feb-24-2022