Лазерлік 3D басып шығару негіздері
Металл материалдарының аддитивті өндірісі (3D басып шығару) авиацияда, аэроғарыштық, навигацияда, көлік құралдарында, қалып жасауда, медициналық техникада және басқа салаларда үлкен сұранысқа ие.Қазіргі уақытта металл қоспаларын өндіру процесінде қолданылатын жылу көзіне лазер сәулесінің, электронды сәуленің, микросәуленің плазмасының және агломерациялық жылу кірісінің және т.б. үш жоғары энергиялық сәулелер кіреді, олардың ішінде лазер сәулесі ең көп қолданылатын жоғары энергиялық болып табылады. металл қоспаларын өндіру саласындағы сәулелік жылу көзі.Электрондық сәулемен және микросәулелік плазмалық жылу көзімен салыстырғанда лазер сәулесі металл материалдарын лезде балқытуды жүзеге асыра алатын және термоядролық арналарды тігу талаптарына жауап беретін нақты нүктенің, төмен бағаның және көрсетілген материалдық жағдайға бағытталған әрекеттің артықшылықтарына ие. және бөліктерді қалыптастыру.
Лазерлік 3D басып шығаруда қолданылатын лазерлерге талшықты лазерлер, жартылай өткізгіш лазерлер, Nd:YAG лазерлері және CO2 лазерлері жатады.Әртүрлі материалдар әртүрлі толқын ұзындығының әртүрлі лазерлерін сіңіреді.Жалпы алғанда, басып шығару полимері негізінен CO2 лазерлері болып табылады, ал металл ұнтақтарын 3D басып шығару негізінен талшықты лазерлерді пайдаланады.Әртүрлі өңдеу әдістеріне сәйкес лазерлік қоспалар өндірісін селективті лазерлік агломерацияға, селективті лазерлік балқытуға, тікелей металды лазерлік агломерацияға, лазерлік ұнтақты тұндыруға, металды тікелей тұндыруға және т.б. бөлуге болады.Олардың ішінде селективті лазерлік балқыту (SLM) қазіргі уақытта ең көп қолданылатын металл лазерлік 3D басып шығару технологияларының бірі болып табылады.Селективті лазерлік балқыту (SLM) басып шығару құрылғысының негізгі құрылымы суретте көрсетілген.Басып шығару алдында 3D үлгісі қабаттастырылады, содан кейін сканерлеу траекториясы анықталады.Бірінші қадам - үстелді шпательмен біркелкі қырып, оған ұнтақ қабатын төсеу;екінші қадам, оны балқыту және басып шығару қабатын жүзеге асыру үшін ұнтақтың осы қабатында белгілі бір траекторияны сканерлеу үшін лазерді пайдаланыңыз;үшінші қадамда кестені бір қабат төмен жылжытыңыз, содан кейін басып шығару қабаты төменнен жоғарыға қабаттасып, басып шығарылатын 3D бөліктері қалыптасатындай етіп жоғарыдағы әрекеттерді айналдырыңыз.Тотығуды болдырмау үшін бүкіл процесс жұмыс камерасынан ауаны алуды және оны инертті газбен толтыруды қамтиды.
▲ SLM баспа жабдығының негізгі принциптері
Лазерлік 3D басып шығарудағы лазерлерге сұраныс
Лазерлік 3D басып шығару үшін лазерлерге сұраныс негізінен екі аспектіде көрінеді: бір жағынан, қуат пен қуат тұрақтылығы, екінші жағынан, сәуленің сапасы және дақ өлшемі.(1) Қуат пен қуаттың тұрақтылығы 3D басып шығаруды қалыптастыру процесі негізінен лазердің жылу әсеріне негізделген, лазердің қарқындылығы материалды балқыту үшін белгілі бір энергия шегінен асуы керек, сондықтан лазердің орташа шығыс қуатына көбірек көңіл бөлінеді. лазердің импульстік режиміне сезімтал емес, сондықтан ол әдетте үздіксіз талшықты лазерлерді пайдаланады және қуат шамамен 100 Вт пен 1000 Вт арасында бөлінеді.Үлгі неғұрлым үлкен болса, соғұрлым көп қабаттар болады және басып шығару уақыты ұзарады.Жалпы ұзақтығы бірнеше сағаттан ондаған сағатқа дейін созылады.Сондықтан лазерлердің ұзақ мерзімді тұрақты жұмысына жоғары талаптар қойылады.Температура жоғары болса, металл ұнтағы шамадан тыс күйіп кетуі мүмкін, тіпті басқа қалыптасқан бөлшектердің қайта балқуына әкелуі мүмкін;температура төмен, металл ұнтағы жақсы ерімейді, адгезиясы жеткіліксіз және қалыптасқан мүшенің пішіні сақталмауы мүмкін.Сондықтан лазердің қуат тұрақтылығы басып шығару сапасы үшін өте маңызды.(2) Сәуле сапасы және дақ өлшемі Сәуле сапасы мен дақ өлшемі басып шығару дәлдігінің негізгі параметрлерінің бірін көрсетеді.3D басып шығару лазер сәулесін сканерлеу арқылы қалыптасады, лазерлік нүкте неғұрлым кішірек болса, сканерлеу дәлдігі соғұрлым жоғары болады, басып шығарылған үлгінің ажыратымдылығы соғұрлым жоғары болады және басып шығарылған бөліктің беті жалаңаш көзге неғұрлым нәзік көрінеді.Сәуленің массасы әдетте BPP немесе M2 арқылы сипатталады, М2 1-ге жақынырақ, бұл сәуленің сапасы неғұрлым жақсы болса, лазер энергиясы соғұрлым көп шоғырланған, қоршаған жылуға соғұрлым аз әсер ететінін көрсетеді;сонымен бірге сәуленің сапасы неғұрлым жақсы болса, сәйкес дивергенция бұрышы соғұрлым аз болады және фокусталған нүкте сәйкесінше кішірек болады.
GW Лазер және Fastform 3D басып шығару саласындағы барлау
GW Laser Tech, жоғары жарықтығы бар талшықты лазерлердің әлемдік көшбасшысы ретінде 3D басып шығару технологиясының өсуімен бірге осы қолданбалы салада белсенді түрде зерттеп, 3D басып шығару қолданбаларына арналған 500 Вт бір режимді 10 мкм/14 мкм CW талшықты лазерді іске қосады. медициналық құрылғылар, автомобиль бөлшектері, аэроғарыш және басқа салалар.Олардың ішінде 10 мкм және 14 мкм диаметрдің әртүрлі диаметрі нүктенің өлшемін анықтайды, бұл негізінен лазер қуатының тығыздығына әсер етеді, яғни бірдей қуат жағдайында бірлігіне келетін жарық энергиясына, нүкте өлшемі неғұрлым аз болса, лазер соғұрлым үлкен болады. қуат тығыздығы, ал жоғары қуат тығыздығы нүктесі жоғары балқу температурасы немесе жоғары шағылысу металл ұнтағын басып шығару үшін жарамды.
▲ GW лазер 500 Вт бір режимі 10 мкм талшықты лазер өнімінің артықшылықтары:
➢ Ультра жұқа, жеңіл дизайн, биіктігі 19 дюймдік 1,5U дизайн, салмағы < 20 кг, ықшам құрылым, шағын өлшем, жеңіл салмақ, теңдесі жоқ интеграциялық ыңғайлылық пен икемді әмбебаптық береді.
➢ Өнім құрылымы жабық дизайнды қабылдайды, ол 3D басып шығару ортасы, IP65 қорғау деңгейі үшін лазердің жалпы сенімділігін айтарлықтай жақсартады және жоғары температура, жоғары ылғалдылық және жоғары шаң сияқты қатал орталарда жұмысын жалғастыра алады.
➢ Максималды қуат – 500 Вт, ол аустениттік баспайтын болат, мартенситті тот баспайтын болат, титан қорытпасы, никель негізіндегі суперқорытпа, алюминий қорытпасы, магний қорытпасы және т.б. сияқты жиі қолданылатын металл материалдарды қалыптастыру үшін жеткілікті.
➢ Өте ұзақ басып шығару процесінің үйлесімділігін қамтамасыз ету үшін жақсы қуат тұрақтылығы, сағатына ауытқу <0,5%.
➢ Жақсы сәуле сапасы, M2<1.1, бір режимді 10/14μm талшық шығысы, шағын шығыс нүктесі, жоғары басып шығару дәлдігі.
FastForm – 3D басып шығару технологиясы мен жабдықтарын зерттеуге және дамытуға маманданған компания, ол жоғары сапалы жылдам прототиптеу қызметтерін және қолдаушы шешімдерді ұсына алады.Ол GW Laser компаниясымен терең ынтымақтастық орнатты және болашақта аэроғарыш, автомобиль модельдері, биомедицина және басқа салалардағы негізгі компоненттер бойынша 3D басып шығару сынақтары мен зерттеулерін жүргізеді.FF-M140 бір лазерлік өнімдер, FF-M150 оқытуға арналған арнайы модель, FF-M180D қос лазерлік ауызша арнайы модель, FF-M300H 1000 Вт жоғары қуатты лазерлік өнеркәсіптік модель, FF-M500 қос лазерлі моделі, FF-M800 төрт лазерлі өнімдері және олардың барлығы жаппай өндіріске қол жеткізеді, жеке локализация шешімдерін қолдайды.Тәуелсіз әзірленген мульти-лазерлік кесу және жолды генерациялау FastLayer бағдарламалық құралы.Жабдық толығымен автоматты түрде басқарылады және қараусыз.▲ Mesothesonic өндіруші FF-M180D қос лазерлі металл 3D принтері Бұл өнімнің келесі маңызды артықшылықтары бар: ➢ Екі жақты және ауыспалы жылдамдықты ұнтақты төсеу технологиясы, ұнтақты жоғары пайдалану.➢ Бағдарламалық жасақтаманы тәуелсіз әзірлеу, автоматты кесуді және жолды жоспарлауды бір рет басу арқылы аяқтау.➢ Кірістірілген камера, қашықтан толық автоматты басқаруға, бақылаусыз жұмыс істеуге қол жеткізе алады.➢ Жабдық берік тұрақтылықпен және оңай орнатумен біріктірілген дәнекерленген құрылымды қабылдайды
▲ GW 500 Вт лазерлік 3D басып шығару өнімдері бар FASTFORM FF-M180D
3D басып шығару өнеркәсібінің қазіргі жағдайы мен даму болашағы
Қазіргі уақытта 3D басып шығару жылдам прототиптеу дәуіріне кірді, Қытайдың коммерциялық өнеркәсібі ғылыми-зерттеу институтының статистикасына сәйкес, төменгі ағынды қолдану саласындағы машина жасау саласы 2021 жылы ең үлкен үлесті құрайды, 17,5% жетті, одан кейін тұрмыстық электроника ( 16,6% және автомобильдер (16,1%).Тұрмыстық электроника мен автомобиль өнеркәсібінің қарқынды дамуымен болашақта осы екі салада 3D басып шығарудың қолдану аясы одан әрі кеңейеді.
Өнеркәсіптік ауқым бойынша, CIC болжамы бойынша, 2021-2025 жылдары 3D басып шығарудың орташа жылдық құрама өсу қарқыны шамамен 26,59% құрайды және ол 2025 жылы 70,1 миллиард юаньға жетеді. 3D басып шығару үш аспектіні қамтиды: жабдықтар, материалдар және қызметтер, оның ішінде полиграфиялық жабдықтар басым бөлігін құрайды.CCID жариялаған мәліметтерге сәйкес, Қытайдың 2020 жылы 3D басып шығару жабдықтары өнеркәсібінің ауқымы 9,254 миллиард юань болып, ең жоғары үлесті құрайды.Қазіргі уақытта 3D басып шығару жабдығының бағасы салыстырмалы түрде жоғары, бір жағынан, ол шетелдік патенттер мен монополиялардан туындаса, екінші жағынан, Қытайдың 3D өнеркәсібі кеш басталды, сұраныс аз және автономия дәрежесі жоғары. төмен.Қытайдың жоғары деңгейлі өңдеу өнеркәсібін жаңарту және дамыту, технологияны дамыту және шығындардың төмендеуімен Қытайдың 3D басып шығару өнеркәсібі болашақта локализацияны арттыру үрдісін көрсетеді.Құрылғы өндірушілері арасындағы тығыз ынтымақтастық 3D басып шығару технологиясының ауқымын арттыру үшін маңызды.Guanghui Laser лазерлік өнім технологиясының зерттеулері мен инновацияларына назар аударып қана қоймайды, сонымен қатар лазерлік өңдеу технологиясы саласында үздіксіз зерттейді және тұтынушыларға қолданбалы мәселелерді шешуге көмектесуге тырысады.Қытайдағы 3D басып шығару жабдығының жетекші өндірушісі ретінде Micron Speed Manufacturing 3D басып шығарудың барлық аспектілерімен таныс және тұтынушыларға кәсіби 3D басып шығару саласындағы жоғары сапалы өнімдерді ұсыну үшін тәжірибелі кеңесшілер тобына ие.Болашақта Guanghui Laser компаниясы Us Light Speed Manufacturing компаниясымен бірге Қытайда лазерлік 3D басып шығару технологиясын қолдану мен дамытуға жәрдемдесу және өнеркәсіптік жаңартуға көмектесу үшін жұмыс істейді.
Жіберу уақыты: 24 ақпан 2022 ж