A Laser Metal Fusion eljárás az alkatrész virtuális 3D-modelljével kezdődik. Az adatok előkészítése során a tervezési adatokat egy géppel olvasható építési munkafájllá alakítják. Ennek során az alkatrészeket egy szubsztrátumpalettára teszik, és szükség esetén támasztószerkezeteket helyeznek el. A nyomtatási folyamathoz az alkatrészeket rétegekre szedik szét ("Slicen"), és meghatározzák a hozzájuk tartozó lézerpályát ("Hatchen"). A munkadarab rétegenkénti felépítése végül az eljáráskamrában, védőgáz alatt történik egy szubsztrátumpalettán. A kamrában egy tároló-, építő- és túlfolyóhengerek vannak egymás mellett egy tengelyben. A bevonatoló a port a tárolóhengerből az építőhengerre tolja (1). Ezután a lézer megolvasztja az első porréteget a munkadarabkontúrnak megfelelően az alatta fekvő réteg anyagát figyelembe véve (2). Következő lépésként az építőhenger egy réteggel lesüllyed (3). Úgy is mondhatjuk, hogy az alkatrészt beépítik a porágyba. A felesleges por a túlfolyóhengerbe kerül. Ez a folyamat addig ismétlődik, amíg az alkatrész teljesen el nem készül. A termelékenység növeléséhez a TRUMPF a rendszereiben több lézert alkalmaz, amelyek egyidejűleg működnek. Itt úgynevezett multilaser elvről beszélünk. A kész alkatrész a kibontóállomáson végül megtisztul a fémportól. Ezután az alkatrészt leválasztják a palettáról, eltávolítják az esetleges támasztószerkezeteket, és szükség esetén utólag megmunkálják a munkadarabot.
Laser Metal Fusion – előnyök, működési elvek és az additív technológia alkalmazásai
A Laser Metal Fusion (LMF) – magyarul „porágyalapú lézeres olvasztás“ – olyan additív gyártási eljárás, amelynél egy munkadarabot egy CAD modell alapján lépésről lépésre porágyból építenek fel. Ehhez egy lézer a fémes port pontosan az anyagrétegek azon helyein átolvasztja, amely az alkatrész CAD tervezési adatait meghatározzák. Ezért az eljárást gyakran fém-3D-nyomtatásnak, illetve 3D-nyomtatásnak is nevezik, de a lézeres szinterezés és a lézeres olvasztás fogalma is ismert az ágazatban. Az eljárás optimálisan keskeny belső csatornákkal és üreges részekkel rendelkező, geometriailag komplex alkatrészek sorozatgyártásához, amelyek az olyan hagyományos eljárásokkal, mint a forgatás vagy maratás nem, vagy csak kis hatékonysággal gyárthatók. Az ipari 3D-nyomtatással olyan alkatrészek jönnek létre, amelyek rendkívül stabilak és egyidejűleg kis súlyúak – különösen előnyös a könnyűépítéshez vagy a méretre gyártott implantátumokhoz és protézisekhez. Ezenfelül a Laser Metal Fusion tartós gyártási módszer, mivel a leválasztó eljárással szemben nem keletkezik forgács és így fölösleges anyag sem. A generatív technológiában szerzett majdnem két évtizedes tapasztalattal a TRUMPF iparérett teljes csomagokat kínál a porágyalapú eljáráshoz – ez egy kézből származó gépekből, szolgáltatásokból és digitalizálásból áll. A részek felismerésétől a kész termékig és azon túl – lefedjük Önnek a teljes folyamatláncot.
LMF eljárással a felhasználók 3D CAD modellekből közvetlenül működő alkatrészeket – pl. rugalmas vagy forgatható szerkezeteket – készíthetnek.
Az LMF eljárással az alkatrészek kontúrközeli hűtéssel gyárthatók. Ezek a fellépő hőt közvetlenül ott vezetik el, ahol keletkezik.
Az additív gyártás lehetővé teszi a keskeny szerkezetek komplex elrendezésben való megformálását.
Szabadság a formatervezésben: A 3D-fémnyomtatásnál a konstrukció határozza meg az alkatrész gyártását – a hagyományos gyártási eljárásokkal szemben.
A 3D-nyomtatásnál tulajdonképpen nincs felszerszámozási idő. A Multilaser opciónak, valamint az automatizálási komponenseknek köszönhetően tovább növelheti a gyártás hatékonyságát.
A TRUMPF ipari alkatrész- és porkezelése növeli a gyártása gazdaságosságát.
A zárt porkörforgás Server tiszta és biztonságos gyártási környezetről gondoskodik.
A Laser Metal Fusion eljárás röviden magyarázva
A fém 3D-nyomtató működési elvének rövid magyarázata
Az alkalmazások és az alkalmazási területek ugyanolyan sokoldalúak, mint maga a technológia
Koponya-implantátum
A Laser Metal Fusion megfelel az orvosi készülékek és implantátumok gyártásával szemben támasztott magas minőségi és biztonsági követelményeknek. Például az ábrázolt, testreszabott titán koponya-implantátum 8,45 óra alatt és majdnem 5 000 réteggel készült.
Szerelőlemez
A repülésben és űrhajózásban a könnyűépítés központi jelentőségű a munkadarabon belüli egyenletesen jó energiaáramnál. Ez az úgynevezett topológiailag optimalizált formatervezés porágyalapú eljárással egyszerűen elkészíthető – ahogy az ábrázolt repülőgép ajtókhoz való szerelőlemeznél is, amely 8 órán belül és alig 2 700 síkból épült fel.
Hidraulikablokk
A bemutatotthidraulika blokkot a vezérlőszelep és a hidraulikahenger közötti csatlakozáshoz használják. Ha a Laser Metal Fusion módszerrel gyártják, akkor a teljes mennyiség 80%-kal, a nyomásvesztés 93%-kal csökkenthető – bármelyik funkció elvesztése nélkül. A felépítés támasztószerkezetek nélkül történt, és tizenegy órán belül befejeződött.
Öntőfej megosztó
Hagyományosan ezen öntőfej megosztó gyártásához öt egyenkénti alkatrész szükséges. A porágyalapú lézeres olvasztásnál Ön közvetlenül a kész alkatrészt gyártja. LMF eljárással egyszerűen generálhatók kontúrközeli, komplex temperáló csatornák. Ezenfelül az ügyfelek a ciklusidő csökkentéséből, valamint stabil gyártási folyamatokból profitálnak minimális selejt aránnyal. A képen lévő öntőfej megosztó 70 órán belül készült.
Tengelytartó
Az autóiparban komplex, működőképes prototípusok szerszám nélkül és gyorsan felépíthetők az LMF eljárással. A bemutatott, formatervezés és topológia szempontjából optimalizált tengelytartó additív gyártása öt órán át tartott.
Fogászati lemez
A fogászati ágazat is profitál az additív gyártás számos előnyéből. Biokompatibilis anyaggal rétegenként tetszőleges komplex indikáció építhető fel rendkívül precízen és rekordidő alatt. Az ábrázolt fogászati lemez fogkoronákkal kb. három órán belül és közel 1200 réteggel készült.
Alkatrész az R&D-területről
Az alkalmazás és a paraméterek fejlesztésénél a leképzett építési munkát használják. Ennek során a hosszú rudakat a szubsztrátumpalettától való elválasztás után próbára alkalmassá teszik. A próbákkal ellenőrizhető az alkatrész szilárdsága és alakíthatósága. Az elválasztás és a csiszolás után a többi négyszögletű alkatrészt mikroszkóp alatt megvizsgálják, esetleges kisebb hibákat keresve. Mindkét esetben az alkatrészek minőségbiztosításáról van szó.
