Основи на ласерско 3D печатење
Производството на адитиви (3Д печатење) на метални материјали е во голема побарувачка во авијацијата, воздушната, навигацијата, возилата, производството на мувла, медицинската опрема и други области.Во моментов, изворот на топлина што се користи во процесот на производство на метални адитиви вклучува три високо-енергетски зраци на ласерски зрак, електронски сноп, микро-зрак плазма и синтерување влезна топлина, итн., од кои ласерскиот зрак е најшироко користен високо-енергетски извор на топлина на зрак во областа на производство на метални адитиви.Во споредба со електронскиот зрак и микрозракот на плазма изворот на топлина, ласерскиот зрак ги има предностите на фино место, ниска цена и насочено дејство до одредената положба на материјалот, што може да го реализира моменталното топење на металните материјали и да ги исполни барањата за преклопување на каналот за фузија. и формирање на дел.
Ласерите што се користат во ласерското 3D печатење вклучуваат ласери со влакна, полупроводнички ласери, Nd:YAG ласери и CO2 ласери.Различни материјали апсорбираат различни ласери со различни бранови должини.Општо земено, полимерот за печатење е главно CO2 ласери, додека 3D печатењето на метални прашоци главно користи ласери со влакна.Според различните методи на обработка, производството на ласерски адитиви може да се подели на селективно ласерско синтерување, селективно ласерско топење, директно ласерско синтерување на метал, таложење на ласерски прав, директно таложење на метал и така натаму.Меѓу нив, селективно ласерско топење (SLM) во моментов е една од најкористените технологии за 3D ласерско печатење на метал.Основната структура на уредот за селективно ласерско топење (SLM) за печатење е прикажана на сликата.Пред печатење, 3D моделот се слоевит и потоа се одредува траекторијата на скенирањето.Првиот чекор е рамномерно да ја изгребете масата со шпатула и да поставите слој прашок врз неа;вториот чекор, користете ласер за скенирање на одредена траекторија на овој слој од прав за да се стопи и да се реализира слој на печатење;третиот чекор, поместете ја табелата еден слој надолу, а потоа циклирај ги горенаведените операции, така што слојот за печатење е наредени од дното кон врвот, така што ќе се формираат 3D деловите што треба да се печатат.Со цел да се спречи оксидација, целиот процес вклучува извлекување на воздухот од работната комора и нејзино полнење со инертен гас.
▲ Основни принципи на опремата за печатење SLM
Побарувачката за ласери во ласерското 3D печатење
Побарувачката за ласери за ласерско 3D печатење главно се рефлектира во два аспекта: од една страна, стабилноста на моќноста и моќноста, од друга страна, квалитетот на зракот и големината на точката.(1) Процесот на формирање на 3D печатење на моќ и моќност главно се потпира на термичкиот ефект на ласерот, интензитетот на ласерот мора да надмине одреден енергетски праг за да се стопи материјалот, така што повеќе внимание се посветува на просечната излезна моќност на ласерот, која не е чувствителен на пулсниот режим на ласерот, па затоа обично се користат ласери со континуирано влакно, а моќта е грубо распределена помеѓу 100W и 1000W.Колку е поголем моделот, толку повеќе слоеви има и толку е подолго времето на печатење.Општото времетраење се движи од неколку часа до десетици часа.Затоа, постојат високи барања за долгорочна стабилна работа на ласерите.Ако температурата е висока, металниот прав може да прегори, па дури и да предизвика повторно топење на другите формирани делови;температурата е ниска, металниот прав не се стопи темелно, адхезијата не е доволна и обликот на формираниот член може да не се одржува.Затоа, стабилноста на моќноста на ласерот е клучна за квалитетот на печатењето.(2) Квалитет на зрак и големина на место Квалитетот на зракот и големината на точката одразуваат еден од клучните параметри за точноста на печатењето.3D печатењето се формира со скенирање со ласерски зрак, колку е помала ласерската точка, толку е поголема точноста на скенирањето, толку е поголема резолуцијата на печатениот модел и колку е понежната површината на отпечатениот дел е видлива со голо око.Масата на зракот обично се карактеризира со BPP или M2, колку е поблиску М2 до 1, што покажува дека колку е подобар квалитетот на зракот, толку е поконцентрирана ласерската енергија, толку е помало влијанието врз околната топлина;во исто време, колку е подобар квалитетот на зракот, толку е помал соодветниот агол на дивергенција, а фокусираното место ќе биде соодветно помало.
GW Ласер и На Fastform Истражување во полето на 3D печатење
GW Laser Tech, како глобален лидер во ласерите со влакна со висока осветленост, со подемот на технологијата за 3D печатење, исто така активно истражува во ова поле на апликации, лансирајќи 500W еден режим CW ласерски влакна 10μm/14μm за апликации за 3D печатење, за медицински помагала, автомобилски делови, воздушна и други области.Меѓу нив, 10μm и 14μm различна големина со дијаметар на јадрото ја одредува големината на дамката, главно влијае на густината на ласерската моќност, односно на светлосната енергија по единица површина, под исти услови на моќност, колку е помала големината на местото, толку е поголем ласерот густина на моќност, а местото со висока густина на моќност е погодно за печатење со висока точка на топење или метален прав со висока рефлексија.
▲ GW ласерски 500W единечен режим на 10μm ласерски влакна предности на производот:
➢ Ултра тенок, лесен дизајн, 19 инчи дизајн на висина од 1,5 U, тежина < 20 kg, компактна структура, мала големина, мала тежина, давајќи неспоредлива удобност при интеграција и флексибилна разновидност.
➢ Структурата на производот усвојува затворен дизајн, кој во голема мера ја подобрува севкупната доверливост на ласерот за околината за 3D печатење, нивото на заштита IP65 и може да продолжи да работи во сурови средини како што се висока температура, висока влажност и висока прашина.
➢ Максималната моќност е 500 W, што е доволно за да се формираат најчесто користени метални материјали како што се аустенитен нерѓосувачки челик, мартензит нерѓосувачки челик, легура на титаниум, суперлегура на база на никел, легура на алуминиум, легура на магнезиум и така натаму.
➢ Добра стабилност на енергијата, флуктуации на час <0,5%, за да се обезбеди конзистентност на процесот на ултра долго печатење.
➢ Добар квалитет на зракот, M2<1.1, излез на влакна од 10/14μm во еден режим, мала излезна точка, висока точност на печатење.
FastForm е компанија специјализирана за истражување и развој на технологија и опрема за 3D печатење, која може да обезбеди врвни услуги за брзи прототипови и решенија за поддршка.Воспостави длабинска соработка со GW Laser и во иднина ќе спроведува тестови за 3D печатење и истражување на клучните компоненти во воздушната, автомобилските модели, биомедицината и други области.Лансирани единечни ласерски производи FF-M140, специјален модел за настава FF-M150, специјален орален двоен ласерски модел FF-M180D, индустриски ласерски модел со висока моќност FF-M300H, индустриски модел со висока моќност FF-M500, двоен ласерски модел FF-M500, четири ласерски производи FF-M800 и сите тие постигнуваат масовно производство, поддржуваат приспособени решенија за локализација.Независно развиен софтвер за мултиласерско сечење и генерирање патека FastLayer.Опремата е целосно автоматски контролирана и без надзор.▲ Мезотезоник за производство на FF-M180D двоен ласерски метален 3D печатач Овој производ ги има следните значајни предности: ➢ Технологија за поставување прав со двонасочна и променлива брзина, висока искористеност на прав.➢ Независен развој на софтвер, завршување на автоматското сечење и планирање на патеката со еден клик.➢ Вградена камера, може далечински да постигне целосно автоматска контрола, работа без надзор.➢ Опремата прифаќа интегрирана заварена структура, со силна стабилност и лесна инсталација
▲ FASTFORM FF-M180D со производи за ласерско 3D печатење GW 500W
Тековната ситуација и изгледите за развој на индустријата за 3D печатење
Во моментов, 3D печатењето влезе во ерата на брзо создавање на прототипови, според статистичките податоци на кинескиот институт за истражување на комерцијалната индустрија, машинската индустрија во полето на низводно апликации зазема најголем дел во 2021 година, достигнувајќи 17,5%, проследено со потрошувачка електроника ( 16,6%) и автомобили (16,1%).Со брзиот развој на потрошувачката електроника и автомобилската индустрија, областите на примена на 3D печатење во овие две полиња дополнително ќе се прошират во иднина.
Во однос на индустриски размери, според проекцијата на CIC, просечната годишна стапка на раст на сложеното 3D печатење во 2021-2025 година е околу 26,59%, а ќе достигне 70,1 милијарди јуани во 2025 година. 3D печатењето опфаќа три аспекти: опрема, материјали и услуги, од кои печатарската опрема претставува најголем дел.Според податоците објавени од CCID, обемот на кинеската индустрија за опрема за 3D печатење во 2020 година е 9,254 милијарди јуани, што претставува најголем дел.Во моментов, цената на опремата за 3D печатење е сè уште релативно висока, од една страна, таа потекнува од странски патенти и монополи, од друга страна, бидејќи кинеската 3D индустрија започна доцна, побарувачката е мала, а степенот на автономија е низок.Со надградбата и развојот на кинеската висококвалитетна производствена индустрија, развојот на технологијата и падот на трошоците, кинеската индустрија за 3D печатење ќе покаже тренд на зголемување на локализацијата во иднина.Блиската соработка помеѓу производителите на уреди е од клучно значење за зголемување на обемот на технологијата за 3D печатење.Guanghui Laser не само што се фокусира на истражување и иновација на технологијата на ласерски производи, туку и континуирано истражува во областа на технологијата за ласерска обработка и е посветена да им помогне на клиентите да ги решат проблемите со примената.Како водечки производител на опрема за 3D печатење во Кина, Micron Speed Manufacturing е запознаен со сите аспекти на 3D печатењето и има искусен тим од консултанти за да им обезбеди на клиентите производи со висока класа во областа на професионалното 3D печатење.Во иднина, Guanghui Laser ќе работи со Us Light Speed Manufacturing за да ја промовира примената и развојот на технологијата за ласерско 3D печатење во Кина и да помогне во индустриската надградба.
Време на објавување: 24 февруари 2022 година