Для отображения и функционирования данного веб-сайта используются файлы куки. Если вы даете разрешение на использование нами файлов куки также для других целей, нажмите эту кнопку. Информация о деактивации файлов куки и защите данных

Лазерное сплавление металла: преимущества, принцип работы и области применения аддитивной технологии

Лазерное сплавление металла (laser metal fusion, LMF) — аддитивный метод производства, при котором на флюсовой подушке 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 обточка или фрезерование, изготовить невозможно или достаточно сложно. Промышленная 3D-печать позволяет производить детали, отличающиеся высокой устойчивостью при низкой массе, — неоспоримое преимущество для легких конструкций, а также имплантатов и протезов, изготавливаемых по индивидуальным размерам. Кроме того, лазерное сплавление металла несет в себе меньше вреда для окружающей среды, поскольку, в отличие от метода снятия слоев, 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 на флюсовой подушке: станки, сервисные услуги и цифровые системы. Мы поставляем оборудование для всего технологического цикла: от идентификации деталей до готового изделия и даже более того.

Интеграция функций

Метод LMF позволяет на основе 3D-моделей CAD изготавливать полностью функциональные заготовки, например, гибкие или вращающиеся структуры.

Охлаждение вблизи контуров

Метод LMF позволяет изготавливать заготовки с охлаждением вблизи контуров. Тепло отводится в той же точке, в которой возникает.

Фасетные тела

Аддитивное производство позволяет изготавливать структуры с тонкими контурами и сложным расположением.

Дизайн для аддитивного производства

Свобода выбора конструкции: при 3D-печати металлом, в отличие от обычных методов производства, изготовление заготовки основывается на дизайне.

Производительность

Время монтажа при 3D-печати по металлу сокращается практически до нуля. Опция Multilaser и компоненты автоматизации помогут вам повысить эффективность производства.

Эффективность

Промышленная система управления деталями и порошком TRUMPF повышает экономичность производства.

Чистота

Замкнутый контур подачи порошка обеспечивает чистоту и безопасность при производстве.

О процессе лазерного сплавления металла вкратце

Лазерное сплавление металла выполняется на основе виртуальной 3D-модели заготовки. В ходе подготовки данные из программы CAD преобразуются в машиночитаемый файл задания на изготовление. Заготовку размещают на подложке и при необходимости устанавливают опорные структуры. Перед процессом печати заготовки разделяют на отдельные слои и определяют траектории лазера для их изготовления. Затем в технологической камере, в среде инертного газа, на подложку слой за слоем наносится материал, образующий заготовку. В камере рядом друг с другом на оси расположены цилиндр с запасом порошка, рабочий цилиндр и цилиндр для излишков порошка. Устройство нанесения порошка сдвигает порошок с цилиндра с запасом 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, во флюсовую подушку. Остатки порошка попадают в цилиндр для излишков. 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 Multilaser. По завершении готовая деталь очищается от металлического порошка на станции распаковки. Затем заготовку отделяют от подложки, опорные структуры убирают, и при необходимости заготовка подвергается последующей обработке.

Принцип лазерного сплавления металла (лазерного спекания) на примере функционального эскиза.

Краткое объяснение принципа 3D-печати металлом.


Способы и области применения универсальны, как и сама технология

Черепные имплантаты из титана, изготовленные методом аддитивного производства по индивидуальным размерам

Черепной имплантат

Лазерное сплавление металла 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 5000 слоев материала.

Lightweight design of a mounting bracket generated with a TruPrint 1000

Монтажный уголок

В авиации и космонавтике особое значение приобретают легкость конструкции и одновременно с этим надежное распределение усилия по кинематической цепи внутри заготовки. Такую конструкцию с оптимизированной топологией легко изготовить с использованием флюсовой подушки. Например, монтажный уголок для двери самолета, представленный на рисунке, был изготовлен за 8 часов почти из 2700 слоев материала.

Аддитивное производство гидроблока на станках TRUMPF TruPrint

Гидроблок

Представленный на рисунке гидроблок соединяет регулирующий клапан с гидроцилиндром. При производстве методом лазерного сплавления металла общий объем блока уменьшается на 80 %, а потери 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 канала требуются пять отдельных деталей. Лазерная наплавка на флюсовой подушке 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 сплавление на флюсовой подушке позволяет быстро и без инструментов производить сложные и функциональные опытные образцы в автомобильной промышленности. Аддитивное производство изображенной несущей балки моста с оптимизированной конструкцией и топологией продолжалось пять часов.

Dental product produced with the TruPrint 1000

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 в течение шести часов и состоит примерно из 1200 слоев.

Заготовка из области НИОКР

В ходе разработки приложения или параметров используется изображенное задание на изготовление. При этом длинные стержни после разделения вырубкой 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.

- / -

Какие изделия можно изготавливать методом лазерного сплавления металла?

Лазерная наплавка с использованием флюсовой подушки (LMF)

Лазерное сплавление металла часто называют 3D-печатью по металлу, сплавлением на флюсовой подушке или селективным лазерным сплавлением. Лазер слой за слоем создает заготовку из флюсовой подушки. В качестве монтажной схемы используется модель CAD. Инструменты не требуются. Порошок наносится на платформу. Лазерный луч с предельной точностью плавит порошок согласно данным CAD и соединяет определенные места с расположенным ниже слоем. Процесс повторяется до полного изготовления детали. Заготовка обладает характеристиками материала, подаваемого в виде порошка. Применяется большое количество металлических материалов в форме порошка, таких как сталь, алюминий и титан.

Изготовление деталей методом лазерного сплавления металла

Преимущества лазерной наплавки с использованием флюсовой подушки

Технология Laser Metal Fusion обладает рядом преимуществ при использовании в качестве дополнения к традиционным методам производства. Свобода выбора дизайна практически безгранична. Сложные формы и детали по индивидуальному заказу можно производить быстро и выгодно. металлическое лазерное спекание (в порошковой ванне) подушки предлагает решения, невозможные при обычных методах производства, и повышает экономичность производства даже мелких партий.

Radial turbine blower built with TruPrint 3000 (LMF)

Области применения

Детали, изготавливаемые этим методом, соответствуют самым строгим требованиям к материалам для сложнейших задач. Устойчивость и низкий вес делают этот метод наиболее приемлемым для производства облегченных конструкций и бионических структур, например, в авиационной и космической отрасли, в автомобилестроении и медицинской технике.

Продукция

Это может быть вам интересно

Контакты
Сервисное обслуживание и контакты

Close

Country/region and language selection

Please take note of

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

Russia
United States

Or, select a country or a region.