Lazer 3D baskının temelleri
Metal malzemelerin eklemeli imalatı (3D baskı) havacılık, havacılık, denizcilik, taşıtlar, kalıp imalatı, tıbbi ekipman ve diğer alanlarda büyük talep görmektedir.Şu anda, metal katkılı üretim sürecinde kullanılan ısı kaynağı, lazer ışını en yaygın olarak kullanılan yüksek enerjili lazer ışını olan üç yüksek enerjili lazer ışını, elektron ışını, mikro ışın plazması ve sinterleme ısı girişi vb. metal katkılı imalat alanında ışın ısı kaynağı.Elektron ışını ve mikro ışın plazma ısı kaynağı ile karşılaştırıldığında, lazer ışını, metal malzemelerin anında erimesini gerçekleştirebilen ve füzyon kanalının gereksinimlerini karşılayabilen, belirtilen malzeme konumuna ince nokta, düşük maliyet ve yönlü hareket avantajlarına sahiptir. ve parça oluşturma.
Lazer 3D baskıda kullanılan lazerler arasında fiber lazerler, yarı iletken lazerler, Nd:YAG lazerler ve CO2 lazerler bulunur.Farklı malzemeler, farklı dalga boylarındaki farklı lazerleri emer.Genel olarak, baskı polimeri esas olarak CO2 lazerlerdir, metal tozlarının 3D baskısında ise esas olarak fiber lazerler kullanılır.Farklı işleme yöntemlerine göre, lazer eklemeli imalat, seçici lazer sinterleme, seçici lazer eritme, doğrudan metal lazer sinterleme, lazer toz biriktirme, doğrudan metal biriktirme ve benzeri olarak ayrılabilir.Bunlar arasında seçici lazer eritme (SLM), şu anda en yaygın kullanılan metal lazer 3D baskı teknolojilerinden biridir.Seçici lazer eritme (SLM) baskı cihazının temel yapısı şekilde gösterilmiştir.Yazdırmadan önce, 3B model katmanlanır ve ardından tarama yörüngesi belirlenir.İlk adım, masayı bir spatula ile eşit şekilde kazımak ve üzerine bir toz tabakası koymaktır;ikinci adım, eritmek ve bir baskı katmanı gerçekleştirmek için bu toz tabakası üzerindeki belirli bir yörüngeyi taramak üzere bir lazer kullanın;üçüncü adım, tabloyu bir katman aşağı hareket ettirin ve ardından yukarıdaki işlemleri tekrarlayın, böylece baskı katmanı aşağıdan yukarıya istiflenir, böylece yazdırılacak 3B parçalar oluşturulur.Oksidasyonu önlemek için tüm süreç, çalışma odasından havanın çıkarılmasını ve inert gazla doldurulmasını içerir.
▲ SLM baskı ekipmanının temel ilkeleri
Lazer 3D baskıda lazerlere olan talep
Lazer 3D baskı için lazer talebi esas olarak iki açıdan yansıtılır: bir yandan güç ve güç kararlılığı, diğer yandan ışın kalitesi ve nokta boyutu.(1) Güç ve güç kararlılığı 3D baskı oluşturma işlemi esas olarak lazerin termal etkisine dayanır, lazer yoğunluğunun malzemeyi eritmek için belirli bir enerji eşiğini aşması gerekir, bu nedenle lazerin ortalama çıkış gücüne daha fazla dikkat edilir. lazerin darbe moduna duyarlı değildir, bu nedenle genellikle sürekli fiber lazerler kullanılır ve güç kabaca 100W ile 1000W arasında dağıtılır.Model ne kadar büyük olursa, o kadar çok katman vardır ve yazdırma süresi o kadar uzun olur.Genel süre birkaç saatten onlarca saate kadar değişir.Bu nedenle, lazerlerin uzun süreli kararlı çalışması için yüksek gereksinimler vardır.Sıcaklık yüksekse, metal tozu aşırı yanabilir ve hatta diğer şekillendirilmiş parçaların yeniden erimesine neden olabilir;sıcaklık düşüktür, metal tozu tam olarak erimez, yapışma yeterli değildir ve oluşturulan elemanın şekli korunamayabilir.Bu nedenle, lazerin güç kararlılığı baskı kalitesi için çok önemlidir.(2) Işın kalitesi ve nokta boyutu Işın kalitesi ve nokta boyutu, baskı doğruluğunun temel parametrelerinden birini yansıtır.3D baskı, lazer ışını taraması ile oluşturulur, lazer noktası ne kadar küçükse, taramanın doğruluğu o kadar yüksek, basılı modelin çözünürlüğü o kadar yüksek ve basılan parçanın yüzeyi o kadar hassastır ve çıplak gözle görülebilir.Işın kütlesi genellikle BPP veya M2 ile karakterize edilir, M2 1'e ne kadar yakınsa, ışın kalitesi ne kadar iyiyse, lazer enerjisi ne kadar konsantre olursa, çevreleyen ısı üzerindeki etki o kadar küçük olur;aynı zamanda, ışın kalitesi ne kadar iyi olursa, karşılık gelen sapma açısı o kadar küçük olur ve odaklanan nokta buna bağlı olarak daha küçük olur.
GW Lazer ve Fastform'lar 3D Baskı Alanında Keşif
3D baskı teknolojisinin yükselişiyle birlikte yüksek parlaklıkta fiber lazerlerde dünya lideri olan GW Laser Tech, 3D baskı uygulamaları için 500 W tek modlu 10μm/14μm CW fiber lazeri piyasaya sürerek bu uygulama alanında da aktif olarak keşif yapıyor. tıbbi cihazlar, otomotiv parçaları, havacılık ve diğer alanlar.Bunların arasında, 10μm ve 14μm farklı çekirdek çapı boyutu, aynı güç koşulları altında, esas olarak lazer güç yoğunluğunu, yani birim alan başına ışık enerjisini etkileyen noktanın boyutunu belirler, nokta boyutu ne kadar küçükse, lazer o kadar büyük olur güç yoğunluğu ve yüksek güç yoğunluğu spotu, yüksek erime noktası veya yüksek yansıtma metal tozu yazdırmak için uygundur.
▲ GW lazer 500W tek modlu 10μm fiber lazer ürün avantajları:
➢ Ultra ince, hafif tasarım, 19 inç 1,5U yüksekliğinde tasarım, ağırlık < 20kg, kompakt yapı, küçük boyut, hafiflik, benzersiz entegrasyon kolaylığı ve esnek çok yönlülük sağlar.
➢ Ürün yapısı, lazerin 3D baskı ortamı için genel güvenilirliğini, IP65 koruma seviyesini büyük ölçüde artıran ve yüksek sıcaklık, yüksek nem ve yüksek toz gibi zorlu ortamlarda çalışmaya devam edebilen kapalı bir tasarımı benimser.
➢ Maksimum güç 500W olup östenitik paslanmaz çelik, martensitik paslanmaz çelik, titanyum alaşımı, nikel bazlı süper alaşım, alüminyum alaşımı, magnezyum alaşımı vb. gibi yaygın olarak kullanılan metal malzemeleri oluşturmak için yeterlidir.
➢ Ultra uzun baskının süreç tutarlılığını sağlamak için iyi güç kararlılığı, saat başına dalgalanmalar <%0,5.
➢ İyi ışın kalitesi, M2<1.1, tek modlu 10/14μm fiber çıkışı, küçük çıkış noktası, yüksek baskı doğruluğu.
FastForm, birinci sınıf hızlı prototipleme hizmetleri ve destekleyici çözümler sağlayabilen 3D baskı teknolojisi ve ekipmanlarının araştırma ve geliştirmesinde uzmanlaşmış bir şirkettir.GW Laser ile derinlemesine bir işbirliği kurmuştur ve gelecekte havacılık, otomotiv modelleri, biyotıp ve diğer alanlardaki temel bileşenler üzerinde 3D baskı testleri ve araştırmaları yürütecektir.FF-M140 tek lazer ürünleri, FF-M150 öğretim özel modeli, FF-M180D çift lazerli oral özel modeli, FF-M300H 1000W yüksek güçlü lazer endüstriyel modeli, FF-M500 ikili lazer modeli, FF-M800 dört lazer ürünleri ve hepsi seri üretime ulaşıyor, özelleştirilmiş yerelleştirme çözümlerini destekliyor.Bağımsız olarak geliştirilmiş çok lazerli dilimleme ve yol oluşturma yazılımı FastLayer.Ekipman tamamen otomatik olarak kontrol edilir ve gözetimsizdir.▲ Mezotesonik üretim FF-M180D çift lazer metal 3D yazıcı Bu ürün aşağıdaki önemli avantajlara sahiptir: ➢ İki yönlü ve değişken hızlı toz serme teknolojisi, yüksek toz kullanımı.➢ Bağımsız yazılım geliştirme, otomatik dilimleme ve yol planlamanın tek tıklamayla tamamlanması.➢ Dahili kamera, uzaktan tam otomatik kontrol, gözetimsiz çalışma gerçekleştirebilir.➢ Ekipman, güçlü stabilite ve kolay kurulum ile entegre kaynaklı yapıyı benimser
▲ GW 500W lazer 3D baskı ürünlerine sahip FASTFORM FF-M180D
3D baskı endüstrisinin mevcut durumu ve gelişme beklentileri
Çin Ticari Endüstri Araştırma Enstitüsü'nün istatistiklerine göre şu anda 3D baskı hızlı prototipleme çağına girdi, aşağı akış uygulama alanındaki makine endüstrisi 2021'de en büyük oranı oluşturuyor ve %17,5'e ulaşıyor, ardından tüketici elektroniği geliyor ( %16,6 ve otomobiller (%16,1).Tüketici elektroniği ve otomotiv endüstrilerinin hızlı gelişimi ile birlikte gelecekte bu iki alanda 3D baskının uygulama alanları daha da genişleyecektir.
Endüstriyel ölçek açısından, CIC'nin projeksiyonuna göre, 2021-2025'te 3D baskının yıllık ortalama bileşik büyüme oranı yaklaşık %26,59 ve 2025'te 70,1 milyar yuan'a ulaşacak. 3D baskı üç yönü kapsıyor: ekipman, malzemeler ve baskı ekipmanının çoğunluğunu oluşturduğu hizmetler.CCID tarafından yayınlanan verilere göre, Çin'in 3D baskı ekipmanı endüstrisinin 2020'deki ölçeği 9.254 milyar yuan ile en yüksek orana sahip.Şu anda, 3D baskı ekipmanının fiyatı hala nispeten yüksek, bir yandan yabancı patentlerden ve tekellerden kaynaklanıyor, diğer yandan Çin'in 3D endüstrisi geç başladığı, talebin az olduğu ve özerklik derecesi düşük.Çin'in üst düzey imalat endüstrisinin iyileştirilmesi ve geliştirilmesi, teknolojinin gelişmesi ve maliyetlerin düşmesi ile Çin'in 3D baskı endüstrisi gelecekte yerelleşmeyi artırma eğilimi gösterecek.Cihaz üreticileri arasındaki yakın işbirliği, 3D baskı teknolojisinin ölçeğini ilerletmek için kritik öneme sahiptir.Guanghui Laser, yalnızca lazer ürün teknolojisinin araştırma ve yeniliğine odaklanmakla kalmaz, aynı zamanda lazer işleme teknolojisi alanında da sürekli araştırma yapar ve müşterilerin uygulama sorunlarını çözmelerine yardımcı olmayı taahhüt eder.Çin'de 3D baskı ekipmanlarının lider üreticisi olan Micron Speed Manufacturing, 3D baskının tüm yönlerine aşinadır ve müşterilere profesyonel 3D baskı alanında üst düzey ürünler sağlamak için deneyimli bir danışman ekibine sahiptir.Gelecekte Guanghui Laser, Çin'de lazer 3D baskı teknolojisinin uygulanmasını ve geliştirilmesini teşvik etmek ve endüstriyel yükseltmeye yardımcı olmak için Us Light Speed Manufacturing ile birlikte çalışacak.
Gönderim zamanı: 24 Şubat 2022