Лазерное металлическое спекание выполняется на основе виртуальной 3D-модели заготовки. В ходе подготовки данные из программы CAD преобразуются в машиночитаемый файл задания на изготовление. Заготовку размещают на платформе построения и при необходимости устанавливают опорные структуры. Перед процессом печати заготовки разделяют на отдельные слои и определяют траектории лазера для их изготовления. Затем в рабочей камере, в среде защитного газа, на платформу построения слой за слоем наносится материал, образующий заготовку. В камере рядом друг с другом на оси расположены накопительный цилиндр, рабочий цилиндр и цилиндр для избыточного порошка. Устройство нанесения порошка сдвигает порошок с накопительного цилиндра на рабочий цилиндр (1). Затем лазер расплавляет первый слой порошка согласно контуру детали, соединяя его с материалом предыдущего слоя (2). На следующем этапе рабочий цилиндр опускается на один слой (3). Заготовка погружается, так сказать, в порошковую ванну. Остатки порошка попадают в цилиндр для избыточного порошка. Этот процесс повторяется, пока деталь не будет изготовлена полностью. В целях повышения производительности TRUMPF использует в своих системах несколько лазеров, которые работают одновременно. В этом и состоит суть опции мультилазера. По завершении готовая деталь очищается от металлического порошка на станции распаковки. Затем заготовку отделяют от платформы построения, опорные структуры убирают, и при необходимости заготовка подвергается дополнительной обработке.
Лазерное металлическое спекание: преимущества, принцип работы и области применения аддитивной технологии
Лазерное металлическое спекание (Laser Metal Fusion, LMF) — аддитивный метод производства, при котором в порошковой ванне поэтапно создается заготовка. Лазер расплавляет металлический порошок, превращая его в слои материала, точно в тех местах, которые заданы конструктивными данными в CAD-модели. Поэтому метод часто называют 3D-печатью металлом или металлической 3D-печатью. Также в отрасли распространен термин «лазерное спекание». Этот метод оптимально подходит для серийного производства геометрически сложных деталей с внутренними каналами и полостями, которые обычными методами, такими как токарная обработка или фрезерование, изготовить невозможно или достаточно сложно. Промышленная 3D-печать позволяет производить детали, отличающиеся высокой устойчивостью при низкой массе, — неоспоримое преимущество для облегченных конструкций, а также имплантатов и протезов, изготавливаемых по индивидуальным размерам. Кроме того, лазерное металлическое спекание несет в себе меньше вреда для окружающей среды, поскольку, в отличие от метода снятия материала, не образуется стружка и меньше материала уходит в отходы. Имея за плечами два десятилетия опыта работы с аддитивными технологиями, компания TRUMPF предлагает готовые к эксплуатации комплексные программы для обработки в порошковой ванне: станки, сервисные услуги и внедрение цифровых технологий. Мы поставляем оборудование для всего технологического цикла: от идентификации деталей до готового изделия и даже более того.
Метод LMF позволяет на основе 3D-моделей CAD изготавливать полностью функциональные заготовки, например гибкие или вращающиеся структуры.
Метод LMF позволяет изготавливать заготовки с охлаждением вблизи контуров. Тепло отводится в той же точке, в которой возникает.
Аддитивное производство позволяет изготавливать структуры с тонкими контурами и сложным расположением.
Свобода выбора конструкции: при 3D-печати металлом, в отличие от обычных методов производства, изготовление заготовки основывается на дизайне.
Время переоснастки при 3D-печати металлом сокращается практически до нуля. Опция мультилазера и компоненты автоматизации помогут вам повысить эффективность производства.
Промышленная система управления деталями и порошком TRUMPF повышает экономичность производства.
Замкнутый контур циркуляции порошка обеспечивает чистоту и безопасность при производстве.
О процессе лазерного металлического спекания вкратце
Краткое объяснение принципа 3D-печати металлом.
Способы и области применения универсальны, как и сама технология
Черепной имплантат
Лазерное металлическое спекание соответствует строгим требованиям к качеству и безопасности, действующим при производстве медицинского оборудования и имплантатов. Например, изображенный на рисунке черепной имплантат из титана был изготовлен по индивидуальным размерам за 8,45 часа из почти 5 000 слоев материала.
Монтажный уголок
В авиации и космонавтике особое значение приобретают облегченная конструкция и одновременно с этим надежное распределение усилия по кинематической цепи внутри заготовки. Такую конструкцию с оптимизированной топологией легко изготовить с использованием порошковой ванны. Например, монтажный уголок для двери самолета, представленный на рисунке, был изготовлен за 8 часов почти из 2 700 слоев материала.
Гидроблок
Представленный на рисунке гидроблок соединяет регулирующий клапан с гидравлическим цилиндром. При производстве методом лазерного металлического спекания общий объем блока уменьшается на 80 %, а падение давления — на 93 % без ущерба для функционирования. При изготовлении не использовались опорные структуры, на весь процесс ушло одиннадцать часов.
Распределительный литниковый канал
Обычно для изготовления такого распределительного литникового канала требуются пять отдельных деталей. Лазерное металлическое спекание в порошковой ванне позволяет производить готовую деталь сразу. Метод LMF легко справляется с созданием сложных каналов охлаждения вблизи контура. Дополнительное преимущество для заказчиков — сокращение времени рабочего цикла, а также термическая стабильность производственных процессов с минимальной долей брака. Распределительный литниковый канал, представленный на рисунке, был изготовлен за 70 часов.
Несущая балка моста
Лазерное металлическое спекание в порошковой ванне позволяет быстро и без инструментов производить сложные и функциональные прототипы в автомобильной промышленности. Аддитивное производство изображенной несущей балки моста с оптимизированной конструкцией и топологией продолжалось пять часов.
Зубная пластина
Преимущества аддитивного производства проявляются и при изготовлении зуботехнической продукции. Слой за слоем из биосовместимого материала создаются высокоточные компоненты за рекордно короткое время. Изображенная зубная пластина с коронками печаталась около трех часов и состоит примерно из 1 200 слоев.
Заготовка из области НИОКР
В ходе разработки случая применения или параметров используется изображенное задание на изготовление. При этом длинные стержни после разделения вырубкой от платформы построения обрабатываются для испытания на растяжение. С их помощью можно проверять прочность и деформируемость заготовки. После разделения вырубкой и шлифования прочие квадратные заготовки проверяются под микроскопом на наличие мельчайших дефектов. В обоих случаях речь идет об обеспечении высокого качества заготовок.
3D-печать аморфных металлов
Какие изделия можно изготавливать методом лазерного металлического спекания?
Хотите производить мелкие партии и прототипы при помощи лазерного металлического спекания? Откройте для себя компактный станок TruPrint 1000 для 3D-печати металлических заготовок.
Вы ищете концепцию станка, сочетающую экономичность с превосходными результатами печати? TruPrint 2000 отвечает именно этим требованиям. Полномасштабный мультилазер, состоящий из 2 лазеров мощностью по 300 Вт каждый (опционально 2 по 500 Вт), с диаметром луча 80 мкм и коротким временем нанесения слоя обеспечивает превосходные результаты.
Ищете универсальное решение для промышленного производства методом лазерного металлического спекания? Узнайте больше о TruPrint 3000 с функцией автоматизации и встроенной промышленной системой управления деталями и порошком.
Ваша цель — максимальная производительность серийного промышленного производства с применением порошковой ванны? Обратите внимание на частично автоматизированные технологические процессы станка TruPrint 5000 с тремя волоконными лазерами мощностью 500 Вт.
TruPrint 5000 Green Edition — это среднеформатная система 3D-печати для обработки отражающих материалов, таких как медь. 3D-принтер открывает новый путь аддитивного производства больших заготовок, индукционных катушек или компонентов для сложных холодильных агрегатов.
![[Translate to ru_INT:]](/filestorage/TRUMPF_Master/_processed_/e/1/csm_Additive-Manufacturing-Beispielteile-Keyvisual-2024_15ecd38ceb.png)