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.
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.
Pomocí metody Laser Metal Fusion mohou uživatelé z 3D CAD modelů přímo vyrábět funkční díly – např. flexibilní nebo otočné struktury .
Díky metodě Laser Metal Fusion je možné vyrábět díly s obrysově přesným chlazením. Odvádějí teplo přímo z místa, kde vzniká.
Aditivní výroba umožňuje formování filigránních struktur v komplexním uspořádání.
Svoboda v designu: při 3D kovovém tisku určuje konstrukci výroba dílu – jinak než u obvyklých výrobních postupů.
Při 3D kovovém tisku nevznikají prakticky žádné doby přípravy stroje. Díky možnosti Multilaser a automatizačním komponentám dále zvyšujete efektivitu své výroby.
Průmyslová manipulace s díly a dávkováním prášku společnosti TRUMPF zvyšuje hospodárnost vaší výroby.
Uzavřená cirkulace prášku zajišťuje čisté a bezpečné výrobní prostředí.
Krátké vysvětlení procesu Laser Metal Fusion
Funkční princip kovového 3D tisku ve zkratce.
"Rozhodli jsme se pro zařízení TruPrint, protože mají kompletní průchodnost, pokud jde o periferii před procesem a po něm i integrovaná řešení monitorování v zařízeních."
Aplikace a oblasti použití – tak mnohostranné, jako tato technologie samotná
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.
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
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.
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 cca tří 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.
