Pro přípravu této funkce používáme cookies. Pokud smíme použít cookies i pro další účely, klikněte prosím sem. Informace k deaktivaci cookies a ochraně osobních údajů

Laser Metal Fusion – výhody, funkční principy a aplikace aditivní technologie

Laser Metal Fusion (LMF) – česky „laserové tavení založené na práškovém loži“ – je metoda aditivní výroby, při které je obrobek po vrstvách vytvořen v práškovém loži. Laser za tímto účelem roztaví kovový prášek na vrstvy materiálu přesně v místech, která udávají konstrukční údaje dílu CAD. Proto se postup často označuje jako kovový 3D tisk, příp. 3D tisk kovových dílů, v oboru běžně používaný je i pojem laserového sintrování a laserové tavení . Metoda se optimálně hodí pro sériovou výrobu geometricky komplexních dílů s jemnými vnitřními kanálky a dutinami, které obvyklými postupy, jako jsou soustružení nebo frézování, nelze vyrobit nebo jen s malou efektivitou. Díky průmyslovému 3D tisku vznikají díly, které vykazují vysokou stabilitu a současně nízkou hmotnost – významná výhoda pro lehké konstrukce nebo implantáty a protézy zhotovené na míru. Kromě toho je Laser Metal Fusion udržitelná výrobní metoda, neboť ve srovnání s postupy s úběrem nevznikají žádné třísky a tedy zůstává méně přebytečného materiálu. S téměř dvacetiletou zkušeností v aditivní technologii nabízí společnost TRUMPF kompletní balíky určené pro průmyslové použití pro postupy v práškovém loži, sestávající ze strojů, služeb a digitalizace od jednoho dodavatele. Od identifikace dílů až po hotový produkt a navíc: pokrýváme pro vás kompletní výrobní řetězec.

Integrace funkce

Pomocí metody Laser Metal Fusion mohou uživatelé z 3D CAD modelů přímo vyrábět funkční díly – např. flexibilní nebo otočné struktury  .

Obrysově přesné chlazení

Díky metodě Laser Metal Fusion je možné vyrábět díly s obrysově přesným chlazením. Odvádějí teplo přímo z místa, kde vzniká.

Mřížkové struktury

Aditivní výroba umožňuje formování filigránních struktur v komplexním uspořádání.

Design pro aditivní výrobu

Svoboda v designu: při 3D kovovém tisku určuje konstrukci výroba dílu – jinak než u obvyklých výrobních postupů.

Produktivita

Při 3D kovovém tisku nevznikají prakticky žádné doby přípravy stroje. Díky možnosti Multilaser a automatizačním komponentám dále zvyšujete efektivitu své výroby.

Efektivita

Průmyslová manipulace s díly a dávkováním prášku společnosti TRUMPF zvyšuje hospodárnost vaší výroby.

Čistota

Uzavřená cirkulace prášku zajišťuje čisté a bezpečné výrobní prostředí.

Krátké vysvětlení procesu Laser Metal Fusion

Na začátku metody Laser Metal Fusion stojí virtuální 3D model dílu. Během přípravy dat se konstrukční údaje převedou do strojově čitelného stavebního souboru. Přitom se díly umístí na desce se substrátem a v případě potřeby se nasadí podpůrné struktury. Pro proces tisku se  díly rozloží do jednotlivých vrstev („Slicen“) a definují se příslušné dráhy laseru („Hatchen“). Konstrukce obrobku probíhá po vrstvách a je ukončena v procesní komoře v ochranné atmosféře na desce se substrátem. V komoře jsou vedle sebe v jedné ose usazeny zásobní, stavební a přepadový válec. Nanášecí zařízení posouvá prášek ze zásobního do stavebního válce (1). Poté laser roztaví první práškovou vrstvu podle obrysu dílu spolu s vrstvou pod ním (2). V dalším kroku se stavební válec spustí o jednu vrstvu (3). Díl se téměř zabuduje do práškového lože. Přebytečný prášek skončí v přepadovém válci. Tento proces se opakuje tak dlouho, dokud není díl zcela hotový. Za účelem zvýšení produktivity používá společnost TRUMPF ve svých systémech několik laserů, které pracují současně. V tomto případě hovoříme o tzv. principu multilaseru. Hotový díl je nakonec ve vybalovacím zařízení zbaven kovového prášku. Následně se díl od desky oddělí, podpůrné struktury, pokud existují, se odstraní, a v případě potřebynbsp;se obrobek finálně opracuje.

Fungování Laser Metal Fusion (laserového sintrování) vysvětleno na základě funkčního nákresu.

Funkční princip kovového 3D tisku ve zkratce.


Aplikace a oblasti použití – tak mnohostranné, jako tato technologie samotná

Aditivně vyráběné individuální lebeční implantáty z titanu

Lebeční implantát

Metoda Laser Metal Fusion splňuje vysoké požadavky na kvalitu a bezpečnost při výrobě lékařských přístrojů a implantátů. Během 8,45 hodin a pomocí téměř 5 000 vrstev byl například vyroben zobrazený personalizovaný lebeční implantát z titanu.

Lightweight design of a mounting bracket generated with a TruPrint 1000

Montážní úhelník

V letectví a astronautice má zásadní význam lehká konstrukce při současně dobrém silovém toku v obrobku. Tento tzv. topologicky optimalizovaný design lze jednoduše vyrobit pomocí postupu s práškovým ložem – stejně jako u zobrazeného montážního úhelníku pro dveře letadla, který byl vytvořen během 8 hodin a pomocí téměř 2 700 vrstev.

Hydraulický blok vyráběný generativně pomocí strojů TruPrint od společnosti TRUMPF

Hydraulický blok

Zobrazený hydraulický blok se používá ke spojení mezi řídicím ventilem a hydraulickým válcem. Pokud se vyrábí metodou Laser Metal Fusion, lze jeho celkový objem snížit o 80 %, ztrátu tlaku o 93 % – bez jakékoli ztráty funkčnosti. Konstrukce proběhla bez podpůrných struktur a byla dokončena po jedenácti hodinách.

Vtokový rozdělovač

Obvykle by bylo pro výrobu tohoto vtokového rozdělovače zapotřebí pět dílů. Při laserovém tavení na bázi práškového lože  vyrábíte přímo hotový díl. Pomocí metody Laser Metal Fusion lze jednoduše generovat obrysově přesné, komplexní temperační kanály. Kromě toho zákazníci profitují ze zkrácení dob cyklu a tepelně stabilních výrobních procesů s minimálním podílem zmetků. Vtokový rozdělovač na obrázku byl vyroben během 70 hodin.

Nápravnice

V automobilovém průmyslu je možné pomocí metody Laser Metal Fusion rychle a bez nástrojů vyrobit komplexní, funkční prototypy. Aditivní výroba zobrazené designové a topologicky optimalizované nápravnice trvala pět hodin.

Dental product produced with the TruPrint 1000

Dentální destička

I dentální odvětví profituje z mnoha výhod aditivní výroby. Vrstvu po vrstvě lze pomocí biokompatibilního materiálu vytvořit libovolně komplexní indikace s vysokou přesností a v rekordním čase. Zobrazená dentální deska se zubními korunkami byla vyrobena během šesti hodin pomocí přibližně 1 200 vrstev.

Díly z oblasti R&D

U vývoje aplikací nebo parametrů se použije vyobrazená stavební práce. Přitom se dlouhé tyče po oddělení od desky se substrátem zpracují do zkušebních vzorků. Pomocí nich lze ověřit odolnost a tvárnost dílu. Po oddělení a broušení se u ostatních čtvercových dílů zkontroluje pod mikroskopem, zda na nich nevznikly eventuální, jemné závady. V obou případech jde o zajištění kvality dílů.

- / -

Které produkty se hodí pro Laser Metal Fusion?

Laser Metal Fusion (LMF)

Laser Metal Fusion se často označuje také jako kovový 3D tisk, Powder Bed Fusion nebo Selective Laser Melting. Laser vytváří obrobek vrstvu po vrstvě z práškového lože. Konstrukční plán dodává CAD model. Nástroje nejsou zapotřebí. Prášek se nanáší na konstrukční platformu. Laserový paprsek roztaví prášek přesně podle CAD dat a spojí definovaná místa se spodní vrstvou. Tento proces laser opakuje tak dlouho, dokud není kovový díl hotový. Obrobek disponuje vlastnostmi materiálu použitého v práškové podobě. Použít lze velké množství kovových materiálů v práškové podobě, např. ocel, hliník nebo titan.

Generování dílu pomocí metody Laser Metal Fusion

Výhody laserového tavení (Laser Metal Fusion)

Jako doplněk k běžným výrobním metodám vykazuje technologie LMF celou řadu výhod. Svoboda designu je téměř neomezená. Tak lze realizovat náročné tvary a individuální součásti rychle, flexibilně a cenově výhodně. LMF nabízí řešení, kde běžná výroba naráží na své možnosti a navíc umožňuje úspornou výrobu, a to již od minimálních velikostí výrobní dávky.

Radial turbine blower built with TruPrint 3000 (LMF)

Oblasti použití

Díly, které se vyrábějí touto metodou, splňují ty nejvyšší požadavky na materiál pro náročné úkoly. Stabilita a nízká hmotnost činí tuto metodu mimořádně zajímavou pro lehké konstrukce a bionické struktury, které se například používají v letectví a kosmickém průmyslu, při výrobě automobilů nebo také v oblasti lékařské techniky.

Produkty

Také by vás mohla zajímat tato témata

Kontakt
TRUMPF Praha, spol. s r.o.
Fax +420 251 106 201
E-mail
Servis a kontakt

Close

Country/region and language selection

Please take note of

You have selected Czech Republic. Based on your configuration, United States might be more suitable. Would you like to keep or change the selection?

Czech Republic
United States

Or, select a country or a region.