Pri poskytovaní tejto stránky a pre jej funkčnosť používame súbory cookie. Ak smieme používať súbory cookie aj na ďalšie účely, kliknite prosím sem. Informácie o deaktivovaní súborov cookie a o ochrane údajov

Laserové tavenie prášku (LMF) – výhody, princípy funkcie a aplikácie aditívnej technológie

Laser Metal Fusion (LMF) – po slovensky „laserové tavenie prášku“ – je aditívny výrobný proces, pri ktorom sa vyrába obrobok krok za krokom v práškovom lôžku. Laser pritom natavuje kovový prášok presne po vrstvách na miestach, ktoré sú definované v CAD konštrukčných súboroch obrobku. Preto je tento proces často označovaný ako 3D tlač kovov, v odvetví je bežný aj pojem spekanie laserom alebo tavenie laserom . Proces je optimálny pre sériovú výrobu geometricky zložitých dielcov s detailnými vnútornými kanálmi a dutými priestormi, ktoré nie je možné alebo len málo efektívne možné vyrábať pomocou konvenčných procesov akými sú sústruženie alebo frézovanie. Pri priemyselnej 3D tlači vznikajú obrobky, ktoré majú vysokú stabilitu a súčasne minimálnu hmotnosť – čo je mimoriadnou výhodou pre odľahčené konštrukcie alebo implantáty a protézy vyrobené na mieru. Laserové tavenie prášku je okrem toho trvácnou výrobnou metódou, pretože v porovnaní s procesmi s úberom materiálu nevznikajú žiadne špony a preto je aj minimum prebytočného materiálu. Vďaka takmer dvom desaťročiam skúseností v oblasti aditívnej technológie ponúka TRUMPF kompletné balíky pripravené pre výrobu pre proces na práškovom lôžku – pozostávajúce zo strojov, služieb a digitalizácie z jednej ruky. Od identifikácie dielcov až k hotovému výrobku a okrem toho – máme pre Vás produkty pre kompletný reťazec procesov.

Integrácia funkcie

Pomocou LMF môžu užívatelia z 3D CAD modelov priamo vytvárať funkčné obrobky – napr. flexibilné alebo otočné štruktúry  .

Obtekajúce chladenie

Pomocou LMF je možné vyrábať obrobky s obtekajúcim chladením. Tieto odvádzajú teplo bezprostredne odtiaľ, kde vzniká.

Mriežkové štruktúry

Aditívny spôsob výroby umožňuje vytváranie detailných štruktúr v komplexnej úprave.

Dizajn pre aditívny spôsob výroby (3D tlač)

Voľnosť v  dizajne: pri 3D-tlači kovov určuje výrobu obrobku konštrukcia - opačne ako pri konvenčných výrobných procesoch.

Produktivita

Pri 3D tlači kovov nevznikajú takmer žiadne časy osadzovania. Vďaka možnosti Multilaser, ako aj automatizačných komponentov sa ďalej zvyšuje efektivita Vašej výroby.

Efektivita

Priemyselné vlastnosti dielov a prášku firmy TRUMPF zvyšuje hospodárnosť Vašej výroby.

Čistota

Uzatvorený obeh prášku prispieva k čistému a bezpečnému výrobnému prostrediu.

Vysvetlenie procesu laserového tavenia prášku (LMF) v skratke

Na začiatku procesu laserového tavenia prášku je virtuálny 3D model obrobku. Počas prípravy údajov sú konštrukčné dáta premenené na údaje programu pre tlač čitateľné strojom. Pritom sa nastavujú obrobky na podkladovej platni a v prípade potreby je umiestnená podporná štruktúra. Pre proces tlače budú   obrobky rozobraté na viacero vrstiev („rezov“) a zadefinujú sa príslušné dráhy pohybu lúča („šrafovanie“). Vytváranie obrobku po vrstvách sa nakoniec vykonáva na podkladovej platni v pracovnej komore, pod ochranným plynom. V komorách sú vedľa seba v jednej osi umiestnené: valcový zásobník, konštrukčný a prepadový valec. Nanášač nanáša prášok z valcového zásobníka na konštrukčný valec (1). Napokon laser nataví prvú vrstvu prášku podľa geometrie dielca kohézne na vrstvu ležiacu pod tým (2). V ďalšom kroku klesne konštrukčný valec nadol o jednu vrstvu (3). Obrobok sa vyrába v takzvanom práškovom lôžku. Prebytočný prášok skončí v prepadovom valci. Tento proces sa opakuje dovtedy, pokým nie je vytvorený celý dielec. Aby sa zvýšila produktivita, používa TRUMPF vo svojich sysytémoch viacero laserov, ktoré pracujú súčasne. Hovoríme pritom o takzvanom multi laserovom princípe. Hotový dielec sa nakoniec v rozbaľovacej stanici zbaví kovového prášku. Na záver sa obrobok oddelí od platne, odstránia sa podporné štruktúry ak sú súčasťou obrobku a v prípade potreby sa obrobok upraví na hotovo.

Funkcia laserového tavenia prášku (zapečenie prášku) je objasnená na náčrte funkcie.

Stručné vysvetlenie funkčného princípu kovovej 3D-tlačiarne.


Aplikácie a oblasti použitia - tak mnohostranné ako technológia sama

Aditívnym spôsobom vyrobené individuálne lebečné implantáty z titánu

Lebečný implantát

Laserové tavenie prášku spĺňa vysoké požiadavky na kvalitu a bezpečnosť pri výrobe medicínskych zariadení a implantátov. Vyobrazený lebečný implantát z titánu, skonštruovaný na mieru, bol napr. vytvorený za 8,45 hodiny a takmer 5.000 vrstvami.

Lightweight design of a mounting bracket generated with a TruPrint 1000

Montážny uholník

V letectve a kozmonautike majú hlavný význam odľahčené konštrukcie pri súčasne dobrom silovom toku vnútri obrobku. Táto konštrukcia s takzvanou optimalizáciou topológie je možné vytvoriť jednoducho pomocou procesu na práškovom lôžku – tak ako pri vyobrazenom montážnom uholníku pre dvere lietadla, ktorý bol vytvorený počas 8 hodín a takmer 2.700 vrstvami.

Blok hydrauliky vyrobený aditívnym spôsobom na strojoch TruPrint firmy TRUMPF

Blok hydrauliky

Zobrazený blok hydrauliky sa používa na spojenie medzi ovládacím ventilom a hydraulickým valcom. Ak je vyrábaný pomocou metódy laserového tavenia prášku, je možné zredukovať jeho celkový objem o 80 %, stratu tlaku o 93 % – bez akejkoľvek straty funkčnosti. Jeho výroba sa vykonáva bez podporných štruktúr a ukončila sa po jedenástich hodinách.

Vtokový rozdeľovač

Pri konvenčnej výrobe tohto vtokového rozdeľovača by bolo potrebných päť jednotlivých dielcov. Pri laserovom tavení na práškovom lôžku vyrábate priamo hotový obrobok. Procesom LMF je možné jednoducho vytvárať zložité temperovacie kanály s takmer hotovými tvarmi. Okrem toho zákazníci profitujú zo skrátenia dôb cyklov ako aj z tepelne stabilných procesov výroby s minimálnou mierou odpadu. Na výrobu vtokového rozdeľovača na obrázku bol potrebný čas 70 hodín.

Nosník nápravy

Zložité, funkčné prototypy v automobilovom priemysle je možné rýchlo a bez nástrojov vytvárať pomocou laserového tavenia na práškovom lôžku. Aditívna výroba zobrazeného dizajnovo a topologicky optimalizovaného nosníka nápravy trvala päť hodín.

Dental product produced with the TruPrint 1000

Dentápna platňa

Z množstva výhod aditívneho spôsobu výroby profituje aj dentálna oblasť. S biokompatibilným materiálom je možné vysoko presne a v rekordnom čase vytvárať vrstvu po vrstve ľubovoľné zložité indikácie. Vyobrazená dentálna platňa so zubnými korunkami bola vytvorená počas šiestich hodín pomocou približne 1.200 vrstiev.

Obrobok z oblasti R&D

Pri vývoji aplikácií alebo parametrov bude použitý zobrazený program pre tlač. Tým budú dlhé tyče po oddelení od podkladovej platne spracované na ťahovú skúšku. Tým môže byť preverená odolnosť a tvárnosť obrobku. Po oddelení a obrúsení budú ďalšie štvorcové obrobky preskúmané pod mikroskopom kvôli eventuálne existujúcim drobným chybám. V oboch prípadoch ide o zabezpečenie kvality obrobku.

- / -

Ktoré produkty sú vhodné pre laserové tavenie prášku (LMF)?

Tieto témy by mohli zaujímať aj Vás

Kontakt
TRUMPF Slovakia, s.r.o.
Fax +421 55/728 09 22
E-mail
Servis & Kontakt

Close

Country/region and language selection

Please take note of

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

Slovakia
United States

Or, select a country or a region.