為確保本網站的使用與功能性,我們需使用Cookie。如您同時允許我們將Cookie用於其他目的,請點按此處。 關於停用Cookie和資料保護的資訊

雷射選區熔化——增材技術的優點、工作原理和應用

雷射選區熔化 (LMF)——英文為「LaserMetalFusion」——是一種增材製造工藝,利用該工藝在粉末床上逐步構建工件。為此雷射使金屬粉末恰好在部件的CAD設計資料所預先確定的位置逐層再熔化。因此,該工藝常被稱為金屬3D列印或3D金屬列印,雷射燒結這一概念在業內也很流行。該工藝特別適合批量生產帶有精細內部通道和空腔的幾何形狀複雜的零件,使用傳統工藝(如車削或磨削)無法生產或只能低效生產此類零件。透過工業化3D列印產生的部件兼具高穩定性和較輕重量——對於輕質結構或定制化植入物和假體特別有利。此外,雷射選區熔化是一種可持續製造方法,因為與燒蝕工藝相比不僅不會產生切屑,而且僅產生少量多餘材料。憑藉在增材技術方面將近二十年的經驗,TRUMPF提供達到工業級成熟的粉末床工藝完整套裝——機床、服務和數位化一站式提供。從零件識別到製成品以及更多——我們覆蓋整條加工鏈。

功能集成

透過 LMF,用戶可直接從3D CAD模型創造功能部件——例如集成有冷卻通道的部件  。

共形冷卻

透過LMF 可製造帶有共形冷卻的部件。其將生產過程中出現的熱量立即從其產生的地方散發。

格柵結構

在增材製造中,藉助格柵結構的設計使部件製造明顯加快。

設計驅動型製造

在3D金屬列印中,構造和設計決定了部件的製造——不同于傳統生產工藝。

生產效率

在3D金屬列印中,不會產生生產準備時間。由此始終最佳利用機床並提高製造效率。

自動化

TRUMPF的工業化零件與粉末管理系統提升生產的經濟效益。

潔淨

封閉式粉末循環確保潔淨安全的生產環境。

簡要說明雷射選區熔化的過程

在雷射選區熔化工藝開始時,部件的虛擬3D模型作為CAD圖紙。在資料準備期間,將工件分成多個單層(「切片」)以及根據需要安上支撐結構。最後在加工室內、保護氣體下、基板上進行逐層構建工件。在此期間氧氣含量為&0.1%。在加工室內,儲備缸、構建缸和溢出缸在一根軸上並排放置。所謂的塗刷器將粉末從儲備缸推到構建缸上。然後雷射根據零件輪廓使第一層粉末熔化。接下來構建缸下降,多餘粉末落入溢出缸。不斷重複該過程,直至生成整個部件。為提高生產效率,TRUMPF在其系統中使用同時工作的多個雷射器。這就是所謂的多雷射原理。成品件最後在金屬粉末拆包站被釋放。然後將部件與基板分開,移除支撐結構並根據需要 修整工件。

應用和使用領域——全能技術,用途多樣

利用增材製造法生產的個性化鈦制顱內植入物

顱內植入物

雷射選區熔化滿足對醫療設備與植入物製造的嚴苛的品質與安全要求。例如,可在8.45個小時內以近5,000層制作圖中所示的個體化鈦制顱內植入物。

使用TruPrint 1000生成裝配角架的輕質結構

安裝支架

在航空航太領域,輕質結構和工件內部良好的力分佈至關重要。這種所謂的拓撲優化設計可透過粉末床工藝簡單實現——如圖中所示的飛機門安裝支架,其在8小時內以大約2,700層構建而成。

使用TRUMPF的TruPrint機床透過添加法製造的液壓塊

液壓塊

所示液壓塊用於連接控制閥與液壓缸。若使用雷射選區熔化法製造,則其總體積可減少80%,壓力損失可降低93%——功能不受任何影響。構建時無需支撐結構,在十一個小時內完成。

用增材製造法製造的流道

流道

採用傳統方法製造流道需要五個單件。在 雷射選區 熔化中,直接製造成品部件。複雜的共形調溫通道可透過LMF簡單生成。此外,客戶還能得益於迴圈時間減少以及熱穩定的生產流程和最低的廢品率。圖中的流道在70個小時內製造而成。

軸支座

在汽車行業中,可透過雷射選區熔化無需模具快速構建能正常工作的複雜原型。所示軸支座的增材製造需要五個小時。

使用TruPrint 1000構建的牙科產品

牙科產品

牙科行業也得益於增材製造的諸多優點。可使用生物相容性材料在最短時間內高精度逐層構建任意複雜的適應症。圖中所示帶有齒冠的牙墊在六個小時內以大約1,200層製成。

- / -

哪些產品適合雷射選區熔化?

雷射金屬熔化 (LMF)

雷射選區熔化也常被稱為金屬3D列印、粉末床熔化或選擇性雷射熔化。雷射從粉末床上逐層構建工件。CAD模型提供加工規劃。不需要模具。粉末被塗覆到構建平台上。雷射束根據CAD資料精准熔化粉末並將指定位置與下方粉層連接起來。雷射器不斷重複該過程,直至金屬零件完工。工件具有以粉末形式使用的材料的特性。可使用多種粉末形式的金屬材料,如鋼、鋁或鈦。

透過雷射選區熔化生成部件

基於粉床雷射金屬熔化的優勢

作爲傳統生產工藝的補充,LMF技術具備一系列優勢。賦予接近無限的設計自由。因此,能迅速、靈活而又低成本地打造複雜的形狀與客製化部件。LMF提供的解決方案打破傳統生產的局限性,即使批量極小,亦能實現經濟化生產。

採用TruPrint 3000構建的渦輪離心式通風機(雷射金屬熔化)

應用領域

採用此工藝製成的部件可滿足嚴苛任務提出的極高材料要求。穩定性與輕量化的特點使此工藝十分適合輕量製造及仿生結構,例如航空航太、汽車或醫療技術等行業。

產品

您還可能對以下主題感興趣

連絡人
Sales(銷售部)
傳真 +886 3 270 8001
電子郵件
服務&連絡人

Close

Country/region and language selection

Please take note of

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

Taiwan
United States

Or, select a country or a region.