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레이저 메탈 증착(Laser Metal Deposition)

가장 광범위한 프로세스: 수리, 리코팅, 접합 및 적층 가공 – 하나의 프로세스에서

Highspeed 레이저 메탈 증착 – 더 빠르게

짧은 시간에 표면 리코팅 – 매우 높은 품질에서 극히 얇게, 효율적으로.

레이저 메탈 증착 – 다양한 애플리케이션을 위한 프로세스

레이저 메탈 증착은 금속과 금속 세라믹 혼합물을 위한 적층 가공 프로세스입니다. 이 레이저 메탈 증착으로 3D 형상을 생성 또는 변경할 수 있습니다. 레이저는 이 가공 방법으로 수리 또는 리코팅할 수도 있습니다. 그래서 적층 가공은 항공 및 항공우주분야에서 터빈 블레이드를 수리하는데 사용됩니다. 툴 제작 및 성형 제작에서 부서지거나 마모된 가장자리와 성형하는 기능적 표면이 수리되거나 심지어 국부적으로 덮여 보호됩니다. 마모와 부식을 방지하기 위해 베어링 포인트, 롤러 또는 유압 컴포넌트가 에너지 기술 또는 석유화학으로 리코팅됩니다. 적층 가공은 자동차 제작에도 사용됩니다. 여기에는 많은 수의 컴포넌트가 가공됩니다.

TRUMPF 고객은 레이저 및 레이저 시스템의 광범위한 포트폴리오의 이점을 누릴 수 있습니다. 당사는 다년간의 프로세스를 통해 레이저 기술 내의 많은 애플리케이션을 위한 노하우 및 서비스를 보유하고 있습니다. 그 결과 적층 가공을 레이저 용접 또는 레이저 절단과도 조합할 수 있습니다.

레이저 메탈 증착에 대한 국제적 명칭은 "Laser Metal Deposition"이며, 줄여서 LMD로 불립니다. "Direct Metal Deposition"(DMD), "Direct Energy Deposition"(DED) 또는 "Laser Cladding"이라는 명칭도 사용됩니다.

레이저 메탈 증착의 장점은 무엇입니까?

빠른 형성 속도

레이저 메탈 증착으로 거칠고 매우 미세한 구조가 생성됩니다. 이 경우 다른 적층 가공 방법에 비해 높은 조형 속도를 달성합니다.

재료 다양성

이 과정에서 여러 파우더를 동시에 이송 및 공급할 수 있습니다. 이로 인해 자체 합금을 개발하거나 재료 사이를 전환할 수 있습니다. 이러한 방식으로 샌드위치 구조가 생성됩니다.

유연성

3D 부품 및 고르지 않은 표면에서 구조가 쉽게 도포될 수 있습니다. 형상에서의 변경도 쉽게 가능합니다.

간편한 재료 변경

레이저 메탈 증착은 하나의 작업 프로세스에서 다양한 금속을 쉽게 바꿔가며 사용할 수 있도록 합니다.

확립된 공정

레이저 메탈 증착은 예를 들어 항공 및 항공우주분야에서 툴 또는 컴포넌트를 수리하는데 사용됩니다. 부식 및 마모 방지 보호층을 얇게 도포하는 데에도 사용됩니다.

혁신적으로

기술적인 처리 방법으로 인해 분당 수백 미터의 최대 속도를 달성할 수 있습니다: Highspeed 레이저 메탈 증착은 예를 들어 브레이크 디스크를 리코팅할 때 강점을 발휘합니다.

다양한 레이저 메탈 증착 애플리케이션에서 빔 소스는 어떻게 다릅니까?

레이저 메탈 증착(LMD)

기존의 레이저 메탈 증착은 3D 부품의 유연한 코팅, 수리 및 적층 변경에 사용됩니다. 이 프로세스에는 프로세스 챔버가 필요하지 않기 때문에 매우 큰 부품도 가공할 수 있습니다. 도포된 층은 기판에 용융 야금적으로 연결되어 종종 표준 등급에 필적하는 고강도를 달성할 수 있습니다.

Highspeed 레이저 메탈 증착(HS-LMD)

Highspeed 레이저 메탈 증착은 Fraunhofer ILT에서 개발한 EHLA 프로세스를 기반으로 합니다(EHLA= 초고속도 레이저 메탈 증착). 얇은 층으로 회전 대칭적 부품의 큰 면적 코팅에 적합합니다. 기존 레이저 메탈 증착 에서와 같이 도포된 층은 용융 야금적으로 기판에 용접되어 있습니다. 매우 높은 프로세스 속도와 이와 관련된 급속 냉각으로 인해 더 높은 강도가 달성됩니다. 용접하기 어려운 것(예: 주철)으로 간주되는 소재를 가공할 수도 있습니다.

녹색 레이저 방사를 사용하는 레이저 메탈 증착

녹색 레이저 방사를 사용하는 레이저 메탈 증착은 순수 구리, 구리 합금, 청동, 알루미늄 합금 또는 귀금속 합금과 같은 고반사 재료에 특히 효과적입니다. 녹색 파장은 적외선 파장 범위에 비해 흡수가 훨씬 더 높습니다; 순수 구리 및 구리 합금의 경우 훨씬 더 높은 흡수를 달성할 수 있습니다. 적외선 파장과 비교하여 녹색 파장을 사용한 적층 가공은 구리 합금을 처리할 때 더 높은 밀도를 가능하게 하고 훨씬 더 낮은 레이저 출력에서 최종 컨투어에 더 가까운 구조를 가능하게 합니다.

레이저 메탈 증착과 Highspeed 레이저 메탈 증착은 어떻게 작동합니까?

레이저 메탈 증착(LMD)

기존의 레이저 메탈 증착에서는 레이저 빔이 공작물을 국부적으로 가열하고 그 위에 용탕을 생성합니다. 그런 다음 가공 광학장치 내의 노즐에서 미세 금속 파우더가 직접 용탕으로 분사됩니다. 파우더가 거기서 녹아 기본 소재와 연결됩니다. 약 0,2-1mm 두께의 층이 남아 있습니다. 이 방식으로 기존의 기본 바디 또는 전체 부품에서의 구조를 형성하는 서로 용접된 비드가 생성됩니다. 필요시 많은 층을 포개어 쌓을 수 있습니다. 레이저 메탈 증착을 통해 500 mm/min에서 최대 수 미터/분으로의 이송 속도에서 수 cm³/min의 3D 표면에 높은 조형 속도 또는 체적 속도를 생성할 수 있습니다. 선, 표면 및 형태에 도포되도록 가공 광학장치가 공작물 위로 자동으로 제어되어 이동합니다. 지능형 센서 시스템은 파우더 레이어 두께가 전체적으로 항상 균일함을 보장합니다.

Highspeed 레이저 메탈 증착(HS-LMD)

Highspeed 레이저 메탈 증착에서는 분말 입자가 이미 기판 표면 위의 거의 녹는 온도까지 가열됩니다. 이로 인해 분말 입자를 녹이는데 필요한 시간이 줄어듭니다. 결과: 현저히 증가된 프로세스 속도. 더 낮은 열 유입으로 인해 Highspeed 레이저 메탈 증착은 알루미늄 합금 또는 주철 합금과 같은 매우 열에 민감한 소재의 코팅도 가능하게 합니다. HS-LMD 프로세스로 최대 1500 cm²/min의 회전 대칭적 표면에서 높은 면적 비율을 생성할 수 있습니다. 이때 수백 미터/분의 이송 속도가 달성됩니다.

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우리는 자체적으로 애플리케이션 아이디어를 구현합니다. 성공하기까지는 시간이 걸릴 수 있지만 끝까지 인내해야 합니다.

크리스토프 호크(Christoph Hauck)

toolcraft AG 기술 및 세일즈 사업부 총괄

성공 스토리 보기

레이저 메탈 증착은 무엇에 적합합니까?

TRUMPF application powertrain brake disk

코팅

부식 또는 마모 방지에 대한 보호층으로 부품을 업그레이드하세요. 레이저 메탈 증착을 통해, 부품을 강화해서 염수, 화학물질 또는 날씨에 내성을 갖도록 하는 리코팅을 생성합니다. 용사와 같은 기존 공정과 달리 공작물은 낮은 열 부하에만 노출되므로, (있다면) 매우 작은 비틀림만 있습니다. 레이저 메탈 증착으로 서로 다른 재료 혼합물 및 층 구조가 가능합니다. 예를 들어 부품에 저렴한 재료를 사용한 다음 고품질로 리코팅함으로써 생산 비용을 절감할 수 있습니다.

적층 가공

레이저 메탈 증착은 특히 일반 프레스 성형과 비교하여 부품의 개별 제조에서 광범위한 설계 자유를 열어줍니다. 추가 재료를 사용한 레이저 메탈 증착을 통해 완전히 새로운 구조를 만들거나 기존 부품의 형태 및 표면 구조를 변경할 수 있습니다. 3D 프린터의 최대 조형 체적에 맞지 않는 대형 포맷 부품도 이 방식으로 완전히 생성할 수 있습니다.

수리

더 많은 부가가치를 원하십니까? 레이저 메탈 증착을 사용하여 비싼 부품 또는 툴을 쉽고 빠르게 수리하세요. 더 작은 손상 및 더 큰 손상을 신속하고 거의 흔적 없이 제거할 수 있습니다. 설계 변경도 가능합니다. 이를 통해 시간, 에너지 및 재료를 절약할 수 있습니다. 특히 니켈이나 티타늄과 같은 비싼 금속에 특히 유용합니다. 전형적인 애플리케이션 예는 터빈 블레이드, 피스톤, 밸브, 샤프트 또는 모든 종류의 툴입니다.

접합

레이저 메탈 증착은 (예를 들어 수 밀리미터의 틈새를 연결하기 위해) 접합 프로세스로도 적합합니다. 그러면 후처리가 전혀 없이 균일하고 단단한 심을 생성합니다. 동축 분말 공급은 이 용접 방식을 3D 및 방향과 무관하게 만들고 생산 체인에서 유연합니다. 레이저 메탈 증착을 사용하여 강철 및 주조 알루미늄과 같은 다양한 재료를 접합할 수 있습니다. 예를 들어 전기 모터용 배터리를 용접할 수 있습니다.