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. 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 brúsenie. 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. s integrovanými chladiacimi kanálmi.

Obtekajúce chladenie

Pomocou LMF je možné vyrábať obrobky s obtekajúcim chladením. Tieto odvádzajú teplo ktoré vzniká pri procese výroby bezprostredne tam, kde vzniká.

Mriežkové štruktúry

Pri aditívnom spôsobe výroby umožňuje konštrukcia tvorená mriežkovými štruktúrami výrazne rýchlejšiu výrobu obrobkov.

Výroba na základe návrhu

Pri 3D tlači kovov určuje konštrukcia a dizajn výrobu obrobku – opačne ako pri konvenčných výrobných procesoch.

Produktivita

Pri 3D tlači kovov nevznikajú takmer žiadne časy osadzovania. Vďaka tomu stále optimálne vyťažujete Vaše stroje a zvyšujete efektivitu Vašej výroby.

Automation

Priemyselná automatizácia 3D tlače 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 vo forme CAD výkresu. Počas prípravy súborov sa obrobok rozdelí na viacero vrstiev („rezov“) a v prípade potreby sú vytvorené podporné štruktúry. Vytváranie obrobku po vrstvách sa nakoniec vykonáva na podkladovej platni v pracovnej komore, pod ochranným plynom. Obsah kyslíka je pritom na hranici 0,1 percenta. V komorách sú vedľa seba v jednej osi umiestnené: valcový zásobník, konštrukčný a prepadový valec. Takzvaný nanášač nanáša prášok z valcového zásobníka na konštrukčný valec. Napokon laser nataví prvú vrstvu prášku podľa geometrie dielca. V nasledujúcom kroku sa posunie konštrukčný valec smerom nahor, 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.

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.

Ľahká konštrukcia montážneho uholníka generovaná pomocou 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 vyrobený aditívnym spôsobom

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 nosníka nápravy trvala päť hodín.

Dentálny produkt vytvorený pomocou 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.

- / -

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

Laser Metal Fusion (LMF)

Laser Metal Fusion (laserové tavenie prášku) sa často označuje aj ako 3D tlač kovov, Powder Bed Fusion alebo Selective Laser Melting. Laser vytvára obrobok z práškového lôžka vrstvu po vrstve. Základom toho je CAD model. Nie je potrebný nástroj. Prášok je nanášaný na konštrukčnú základňu. Laserový lúč natavuje prášok presne podľa CAD údajov a spája definované miesta s vrstvou ktorá sa nachádza pod nimi. Laser opakuje tento proces dovtedy, pokým nie je kovový dielec hotový. Obrobok má vlastnosti materiálu použitého vo forme prášku. Použiť je možné veľké množstvo kovových materiálov v práškovej forme, ako napr. oceľ, hliník alebo titán.

Výroba obrobku pomocou laserového tavenia prášku

Výhody laserového tavenia na báze prášku

Ako doplnok bežných procesov výroby vykazuje technológia laserového tavenia prášku (LMF) rad výhod. Voľnosť pri konštruovaní je takmer bez hraníc. Takto je možné rýchlo, flexibilne a cenovo výhodne realizovať náročné tvary a individuálne obrobky. Laserové tavenie prášku (LMF) ponúka riešenia, kde konvenčná výroba naráža na hranice a okrem toho umožňuje hospodárnu výrobu, už od najmenších výrobných dávok.

Radiálne turbodúchadlo vyrobené strojom TruPrint 3000 (LMF)

Oblasti použitia

Obrobky, ktoré sú vyrábané týmto postupom, zodpovedajú najvyšším požiadavkám na materiál pre náročné úlohy. Vďaka stabilite a minimálnej hmotnosti je tento proces mimoriadne zaujímavý pri odľahčených konštrukciách a bionických štruktúrach, ktoré nachádzajú uplatnenie napríklad v oblastiach letectva a kozmonautiky, automobilovej alebo aj medicínskej technike.

Produkty

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.