Metal 3D çapında lifli lazerin tətbiqinin araşdırılması

The Əlavə ManuMetal materialların fakturalaşdırılması (3D çap) prosesi aviasiya, aerokosmik, naviqasiya, nəqliyyat vasitələri, qəlib istehsalı, tibbi avadanlıq və s. sahələrdə böyük tələbat var. Hazırda metal əlavə istehsal prosesində istifadə olunan istilik mənbələrinə üç yüksək enerjili şüa, yəni lazer şüası, elektron şüası və mikro şüa plazması, eləcə də sinterləmə istilik girişi daxildir. Bunların arasında lazer şüası metal əlavə istehsalı sahəsində ən çox istifadə edilən yüksək enerjili şüa istilik mənbəyidir. Elektron şüası və mikro şüa plazma istilik mənbələri ilə müqayisədə lazer şüası incə nöqtə, aşağı qiymət üstünlüklərinə malikdir və müəyyən edilmiş material mövqeyinə yönəldilə bilər. Metal materialların ani əriməsinə nail ola və ərimə kanalının üst-üstə düşməsi və hissənin formalaşdırılması tələblərinə cavab verə bilər.

Lazer 3D çapının əsas prinsipləri

Lazer 3D çapında istifadə olunan lazerlərə lifli lazerlər, yarımkeçirici lazerlər, Nd:YAG lazerləri və CO2 lazerləri daxildir. Müxtəlif materiallar müxtəlif dalğa uzunluqlu lazerləri fərqli şəkildə udur. Adətən, CO2 lazerləri polimerləri çap etmək üçün, lifli lazerlər isə metal tozlarını çap etmək üçün istifadə olunur.

Müxtəlif emal üsullarına görə, lazer əlavə istehsalı selektiv lazer sinterləmə, selektiv lazer əritmə, birbaşa metal lazer sinterləmə, lazer tozu çökdürmə, birbaşa metal çökdürmə və s. bölmək olar. Bunların arasında selektiv lazer əritmə (SLM) ən çox istifadə edilən metal lazer 3D çap texnologiyalarından biridir.

Selektiv lazer əritmə (SLM) çap cihazının əsas quruluşu şəkildə göstərilmişdir. Çapdan əvvəl 3D model təbəqələşdirilməli və sonra skanlama trayektoriyası təyin olunmalıdır. İlk addım iş masasını kazıyıcı ilə bərabər şəkildə qaşımaq və üzərinə bir qat toz yaymaqdır; ikinci addım bu toz təbəqəsi üzərində müəyyən bir trayektoriyanı lazerlə skan edərək əritmək və bir təbəqə çap etməkdir; üçüncü addım iş masasını bir təbəqə aşağı hərəkət etdirmək və sonra çap təbəqələrini aşağıdan yuxarıya yığmaq üçün yuxarıdakı əməliyyatı təkrarlamaqdır və beləliklə çap ediləcək 3D hissəni əmələ gətirir. Oksidləşmənin qarşısını almaq üçün bütün proses ərzində iş kamerası boşaldılmalı və inert qazla doldurulmalıdır.

Lazer 3D çapında lazerlərə tələbat
Lazer 3D çapında lazerlərə tələbat əsasən iki aspektdə əks olunur: bir tərəfdən güc və güc sabitliyi, digər tərəfdən isə şüa keyfiyyəti və ləkə ölçüsü.

01 Güc və güc sabitliyi

3D çap prosesi əsasən lazerin istilik effektinə əsaslanır. Materialı əritmək üçün lazer intensivliyi müəyyən bir enerji həddini keçməlidir. Buna görə də, lazerin orta çıxış gücünə daha çox diqqət yetirir və lazerin impuls rejiminə həssas deyil. Buna görə də, adətən davamlı lifli lazerlərdən istifadə olunur və güc təxminən 100W ilə 1000W arasında paylanır.
Model nə qədər böyük və təbəqələr nə qədər çox olarsa, çap müddəti bir o qədər uzun olur. Müddət ümumiyyətlə bir neçə saatdan onlarla saata qədərdir. Buna görə də, lazerin uzunmüddətli sabit işləməsinə yüksək tələblər qoyulur. Temperatur çox yüksək olarsa, metal tozu həddindən artıq yanıb hətta digər formalı hissələrin yenidən əriməsinə səbəb ola bilər; temperatur çox aşağı olarsa, metal tozu tamamilə əriməyib, yapışma qüvvəsi kifayət deyil və formalı komponentin forması qorunub saxlanılmaya bilər. Buna görə də, lazerin güc sabitliyi çap keyfiyyəti üçün çox vacibdir.

02 Şüa keyfiyyəti və ləkə ölçüsü

Şüa keyfiyyəti və ləkə ölçüsü çap dəqiqliyini əks etdirən əsas parametrlərdən biridir. 3D çap lazer şüası skanlama yolu ilə formalaşır. Lazer ləkəsi nə qədər kiçikdirsə, skanlama dəqiqliyi bir o qədər yüksəkdir, çap olunmuş modelin qətnaməsi bir o qədər yüksəkdir və çap olunmuş hissənin səthi bir o qədər incədir.
Şüa keyfiyyəti adətən BPP və ya M2 ilə xarakterizə olunur. M2 1-ə nə qədər yaxın olarsa, şüa keyfiyyəti bir o qədər yaxşıdır, lazer enerjisi bir o qədər çox cəmləşir və ətraf əraziyə istilik təsiri bir o qədər az olur; eyni zamanda, şüa keyfiyyəti nə qədər yaxşı olarsa, müvafiq divergensiya bucağı bir o qədər kiçik olar və fokuslanmış nöqtə bir o qədər kiçik olar.

03 GW Laser Tech və FASTFORM-un 3D çap sahəsindəki araşdırmaları
Yüksək parlaqlıqlı lifli lazerlər sahəsində dünya lideri olan GW Laser Tech, bu tətbiq sahəsini də aktiv şəkildə araşdırmışdır. 3D Çap Texnologiyasıvə tibbi cihazlar, avtomobil hissələri, aerokosmik və digər sahələri hədəf alan 3D çap tətbiqləri üçün 500 Vt gücündə tək rejimli 10μm/14μm davamlı lifli lazer təqdim etdi.

Bunların arasında, 10μm və 14μm müxtəlif nüvə diametrləri ləkə ölçüsünü müəyyən edir ki, bu da əsasən lazer güc sıxlığına, yəni vahid sahəyə düşən işıq enerjisinin miqdarına təsir göstərir. Eyni güc şəraitində ləkə ölçüsü nə qədər kiçik olarsa, lazer güc sıxlığı da bir o qədər böyükdür. Yüksək güclü sıxlıq ləkələri yüksək ərimə nöqtələrinə və ya yüksək əks olunmalara malik metal tozlarının çapı üçün uyğundur.

Məhsulun üstünlükləri:

➢ Ultra nazik və yüngül dizayn, 19 düymlük 1.5U hündürlük dizaynı, çəkisi

➢ Məhsulun strukturu, 3D çap mühitinə yönəlmiş qapalı dizayn qəbul edir, lazerin ümumi etibarlılığını, IP65 qoruma səviyyəsini əhəmiyyətli dərəcədə artırır və yüksək temperatur, yüksək rütubət və yüksək toz kimi sərt mühitlərdə davamlı işləyə bilir.

➢ Maksimum güc 500 Vt-dır ki, bu da austenitik paslanmayan polad, martensitik paslanmayan polad, titan ərintisi, nikel əsaslı yüksək temperaturlu ərintisi, alüminium ərintisi, maqnezium ərintisi və s. kimi ümumi metal materialların əmələ gəlməsi üçün kifayətdir.

➢ Yaxşı güc sabitliyi, saatda dalğalanma

➢ Yaxşı şüa keyfiyyəti, M2

FASTFORM (FastForm) 3D çap texnologiyası və avadanlıqlarının tədqiqi və inkişafı üzrə ixtisaslaşmış bir şirkətdir və ən yüksək sürətli prototipləmə xidmətləri və dəstəkləyici həllər təqdim edə bilər. Biz Guanghui Laser ilə dərin əməkdaşlıq qurmuşuq və gələcəkdə aerokosmik, avtomobil modelləri, biotibb və s. sahələrdə əsas hissələr üzrə 3D çap təcrübələri və tədqiqatlar aparacağıq. Biz FF-M140 tək lazer məhsulları, FF-M150 tədrisə xas modellər, FF-M180D ikili lazer stomatoloji xüsusi modellər, FF-M300H 1000W yüksək güclü lazer sənaye modelləri, FF-M500 ikili lazer modelləri və FF-M800 dörd lazer məhsullarını təqdim etmişik və bunların hamısı kütləvi istehsal olunub və xüsusi lokalizasiya həllərini dəstəkləyir. Biz müstəqil olaraq çox lazerli dilimləmə və yol generasiya proqramı olan FastLayer hazırladıq. Avadanlıq tam avtomatikdir və nəzarətsizdir.

Bu məhsul aşağıdakı əhəmiyyətli üstünlüklərə malikdir:

➢ İki istiqamətli və dəyişkən sürətli toz yayma texnologiyası, yüksək toz istifadə nisbəti.

➢ Avtomatik dilimləmə və yol planlaşdırmasını bir kliklə tamamlamaq üçün müstəqil şəkildə hazırlanmış proqram təminatı.

➢ Tamamilə avtomatik idarəetmə və nəzarətsiz uzaqdan işləməyi təmin edən öz kamerası ilə təchiz olunub.

➢ Avadanlıq yüksək dərəcədə sabit və quraşdırılması asan olan inteqrasiya olunmuş qaynaq strukturundan istifadə edir.

3D çap sənayesinin mövcud vəziyyəti və inkişaf perspektivləri
Hazırda 3D çap sürətli prototipləmə dövrünə qədəm qoyub. Çin Biznes Sənayesi Tədqiqat İnstitutunun statistikasına görə, 2021-ci ildə maşınqayırma sənayesi aşağı axın tətbiq sahələrinin ən böyük hissəsini təşkil edir və 17,5%-ə çatıb, ardınca istehlakçı elektronikası (16,6%) və avtomobillər (16,1%) gəlir. İstehlakçı elektronikası və avtomobil sənayesinin sürətli inkişafı ilə gələcəkdə bu iki sahədə 3D çapın tətbiq sahələri daha da genişlənəcək.

Sənaye miqyası baxımından, Çin İnvestisiya Şəbəkəsinin proqnozuna görə: 2021-ci ildən 2025-ci ilə qədər 3D çapın orta illik mürəkkəb artım tempi təxminən 26,59% olacaq və 2025-ci ildə 70,1 milyard yuana çatacaq.

3D çap üç aspekti əhatə edir: avadanlıq, material və xidmətlər, bunlar arasında çap avadanlığı ən böyük paya malikdir. CCID tərəfindən açıqlanan məlumatlara görə, Çinin 3D çap avadanlığı sənayesinin miqyası 2020-ci ildə 9,254 milyard yuan təşkil edib ki, bu da ən böyük payı təşkil edir.

Hazırda 3D çap avadanlıqlarının qiyməti hələ də nisbətən yüksəkdir. Bir tərəfdən, bu, xarici patentlər və inhisarlarla bağlıdır. Digər tərəfdən, bu, ölkəmin 3D sənayesinin gec başlaması, tələbatın az olması və muxtariyyət dərəcəsinin aşağı olması ilə bağlıdır. Ölkəmin yüksək səviyyəli istehsal sənayesinin təkmilləşdirilməsi və inkişafı, texnologiyanın inkişafı və xərclərin azalması ilə ölkəmin 3D çap sənayesi gələcəkdə artan lokalizasiya meyli göstərəcək. Avadanlıq istehsalçıları arasında sıx əməkdaşlıq 3D çap texnologiyasının genişmiqyaslı inkişafını təşviq etmək üçün çox vacibdir.

Guanghui Laser yalnız lazer məhsulu texnologiyasının tədqiqatına və innovasiyasına diqqət yetirmir, həm də lazer emalı texnologiyası sahəsində araşdırmalarını davam etdirir və müştərilərə tətbiq problemlərini həll etməyə kömək etməyə sadiqdir. Aparıcı yerli 3D çap avadanlığı istehsalçısı olaraq, FASTFORM 3D çapın bütün aspektləri ilə tanışdır və müştərilərə 3D çap sahəsində peşəkar yüksək səviyyəli məhsullar təqdim etmək üçün təcrübəli konsaltinq qrupuna malikdir. Gələcəkdə Guanghui Laser Çində lazer 3D çap texnologiyasının tətbiqini və inkişafını təşviq etmək və sənayenin təkmilləşdirilməsinə kömək etmək üçün FASTFORM ilə əməkdaşlıq edəcək. Mənbə: Guanghui Laser Müəllif: Tətbiq Mühəndisi Gu Jiaxing