Esplorazione di l'applicazione di u laser à fibra in a stampa 3D di metalli

U Additive ManuU prucessu di fabricazione (stampa 3D) di materiali metallichi hè assai dumandatu in i campi di l'aviazione, l'aerospaziale, a navigazione, i veiculi, a fabricazione di stampi, l'attrezzatura medica, ecc. Attualmente, e fonti di calore aduprate in u prucessu di fabricazione additiva di metalli includenu trè fasci d'alta energia, vale à dì u fasciu laser, u fasciu d'elettroni è u plasma à microfasci, è ancu l'input di calore di sinterizazione. Trà questi, u fasciu laser hè a fonte di calore à fasciu d'alta energia più aduprata in u campu di a fabricazione additiva di metalli. In paragone cù e fonti di calore à plasma à fasciu d'elettroni è à microfasci, u fasciu laser hà i vantaghji di un puntu precisu, di un costu bassu è pò esse direttu à a pusizione specificata di u materiale. Pò ottene una fusione istantanea di materiali metallichi è risponde à i requisiti di sovrapposizione di canali di fusione è di furmazione di pezzi.

Principii basi di a stampa laser 3D

I laser utilizati in a stampa laser 3D includenu laser à fibra, laser à semiconduttori, laser Nd: YAG è laser CO2. Diversi materiali assorbenu i laser di diverse lunghezze d'onda in modu diversu. Di solitu, i laser CO2 sò usati per stampà polimeri, mentre chì i laser à fibra sò usati per stampà polveri metalliche.

Sicondu i sfarenti metudi di trasfurmazione, a fabricazione additiva laser pò esse divisa in sinterizazione laser selettiva, fusione laser selettiva, sinterizazione laser diretta di metalli, deposizione di polvere laser, deposizione diretta di metalli, ecc. Frà elle, a fusione laser selettiva (SLM) hè una di e tecnulugie di stampa 3D laser di metalli più aduprate.

A struttura basica di u dispusitivu di stampa à fusione laser selettiva (SLM) hè mostrata in a figura. Prima di stampà, u mudellu 3D deve esse stratificatu è dopu a traiettoria di scansione deve esse determinata. U primu passu hè di raschjà uniformemente u bancu di travagliu cù un raschiatore è sparghje un stratu di polvere nantu à ellu; u secondu passu hè di scansà una traiettoria specifica nantu à questu stratu di polvere cù un laser per fundelu è stampà un stratu; u terzu passu hè di spustà u bancu di travagliu un stratu in giù, è dopu ripete l'operazione sopra per impilà i strati di stampa da u fondu à a cima, furmendu cusì a parte 3D da stampà. Per impedisce l'ossidazione, a camera di travagliu deve esse evacuata è piena di gas inerte durante tuttu u prucessu.

A dumanda di laser in a stampa 3D laser
A dumanda di laser in a stampa 3D laser si riflette principalmente in dui aspetti: da una parte, a putenza è a stabilità di a putenza, è da l'altra parte, a qualità di u fasciu è a dimensione di u spot.

01 Putenza è stabilità di putenza

U prucessu di stampa 3D si basa principalmente nantu à l'effettu termicu di u laser. L'intensità di u laser deve superà una certa soglia d'energia per fonde u materiale. Dunque, si presta più attenzione à a putenza media di uscita di u laser è ùn hè micca sensibile à u modu impulsivu di u laser. Dunque, i laser à fibra cuntinua sò generalmente aduprati, è a putenza hè distribuita approssimativamente trà 100W è 1000W.
Più grande hè u mudellu è più ci sò strati, più longu hè u tempu di stampa. A durata hè generalmente da poche ore à decine d'ore. Dunque, ci sò esigenze elevate per u funziunamentu stabile à longu andà di u laser. Sè a temperatura hè troppu alta, a polvere metallica pò esse brusgiata troppu è ancu causà a rifusione di altre parti furmate; sè a temperatura hè troppu bassa, a polvere metallica ùn hè micca cumpletamente sciolta, a forza di legame hè insufficiente è a forma di u cumpunente furmatu ùn pò micca esse mantenuta. Dunque, a stabilità di putenza di u laser hè cruciale per a qualità di stampa.

02 Qualità di u fasciu è dimensione di u spot

A qualità di u fasciu è a dimensione di u puntu sò unu di i parametri chjave chì riflettenu a precisione di stampa. A stampa 3D hè furmata da a scansione di u fasciu laser. Più chjucu hè u puntu laser, più alta hè a precisione di scansione, più alta hè a risoluzione di u mudellu stampatu, è più delicata hè a superficia di a parte stampata.
A qualità di u fasciu hè generalmente carattarizata da BPP o M2. Più M2 hè vicinu à 1, megliu hè a qualità di u fasciu, più hè cuncintrata l'energia laser, è più chjucu hè l'effettu di u calore nantu à l'area circundante; à u listessu tempu, megliu hè a qualità di u fasciu, più chjucu hè l'angulu di divergenza currispundente, è più chjucu serà u puntu focalizatu.

03 L'esplorazione di GW Laser Tech è FASTFORM in u campu di a stampa 3D
GW Laser Tech, cum'è capu mundiale di i laser à fibra à alta luminosità, hà ancu esploratu attivamente questu campu d'applicazione cù l'ascesa di Tecnulugia di stampa 3D, è hà lanciatu un laser à fibra cuntinua monomodale di 500W di 10μm/14μm per applicazioni di stampa 3D, destinatu à i dispositivi medichi, i pezzi di ricambio automobilistici, l'aerospaziale è altri campi.

Trà elli, i sfarenti diametri di u core di 10 μm è 14 μm determinanu a dimensione di u puntu, chì affetta principalmente a densità di putenza laser, vale à dì, a quantità di energia luminosa per unità di superficia. In e stesse cundizioni di putenza, più chjuca hè a dimensione di u puntu, più grande hè a densità di putenza laser. I punti di alta densità di putenza sò adatti per a stampa di polveri metalliche cù punti di fusione elevati o riflessioni elevate.

Vantaghji di u produttu:

➢ Design ultra-sottile è ligeru, design di 19 pollici altezza 1.5U, pesu

➢ A struttura di u pruduttu adotta un cuncepimentu chjusu, destinatu à l'ambiente di stampa 3D, chì migliora assai l'affidabilità generale di u laser, u livellu di prutezzione IP65, è pò funziunà continuamente in ambienti difficili cum'è alta temperatura, alta umidità è alta polvere.

➢ A putenza massima hè 500W, chì hè abbastanza per furmà materiali metallichi cumuni cum'è l'acciaiu inox austeniticu, l'acciaiu inox martensiticu, a lega di titaniu, a lega à alta temperatura à basa di nichelu, a lega d'aluminiu, a lega di magnesiu, ecc.

➢ Bona stabilità di putenza, fluttuazione per ora

➢ Bona qualità di fasciu, M2

FASTFORM (FastForm) hè una sucietà specializata in a ricerca è u sviluppu di tecnulugia è equipaggiamenti di stampa 3D, è pò furnisce servizii di prototipazione rapida di punta è suluzioni di supportu. Avemu stabilitu una cuuperazione approfondita cù Guanghui Laser, è realizzeremu esperimenti di stampa 3D è ricerche nantu à pezzi chjave in i campi di l'aerospaziale, i mudelli automobilistici, a biomedicina, ecc. in u futuru. Avemu lanciatu prudutti laser unicu FF-M140, mudelli specifichi per l'insignamentu FF-M150, mudelli laser duali FF-M180D specifichi per i denti, mudelli industriali laser d'alta putenza FF-M300H 1000W, mudelli laser duali FF-M500 è prudutti laser à quattru FF-M800, è tutti sò stati prudutti in massa è supportanu suluzioni di lucalizazione persunalizate. Avemu sviluppatu indipindentamente FastLayer, un software di taglio multi-laser è di generazione di percorsi. L'equipaggiamentu hè cumpletamente automaticu è senza surveglianza.

Stu pruduttu hà i seguenti vantaghji significativi:

➢ Tecnulugia di spargimentu di polvere bidirezionale è à velocità variabile, altu tassu di utilizzazione di a polvere.

➢ Software sviluppatu indipindentamente per compie u slicing automaticu è a pianificazione di percorsi cù un solu clic.

➢ Vene cun a so propria camera, chì pò realizà un cuntrollu cumpletamente automaticu è un funziunamentu senza surveglianza à distanza.

➢ L'equipaggiu adotta una struttura di saldatura integrata, chì hè assai stabile è faciule da installà.

Statu attuale è prospettive di sviluppu di l'industria di a stampa 3D
Attualmente, a stampa 3D hè entrata in l'era di a prototipazione rapida. Sicondu e statistiche di u China Business Industry Research Institute, l'industria di e macchine rapprisenta a più grande parte di i campi d'applicazione à valle in u 2021, righjunghjendu u 17,5%, seguitata da l'elettronica di cunsumu (16,6%) è l'automobile (16,1%). Cù u rapidu sviluppu di l'elettronica di cunsumu è di l'industria automobilistica, i campi d'applicazione di a stampa 3D in questi dui campi saranu ulteriormente allargati in u futuru.

In termini di scala industriale, secondu a previsione di China Investment Network: u tassu di crescita cumpostu mediu annuale di a stampa 3D da u 2021 à u 2025 serà di circa 26,59%, è righjunghjerà 70,1 miliardi di yuan in u 2025.

A stampa 3D copre trè aspetti: l'attrezzatura, i materiali è i servizii, frà i quali l'attrezzatura di stampa rapprisenta a più grande parte. Sicondu i dati publicati da CCID, a scala di l'industria cinese di l'attrezzatura di stampa 3D in u 2020 era di 9,254 miliardi di yuan, chì rapprisenta a più grande proporzione.

Attualmente, u prezzu di l'equipaggiu di stampa 3D hè sempre relativamente altu. Da una parte, hè duvutu à i brevetti è i monopoli stranieri. Da l'altra parte, hè perchè l'industria 3D di u mo paese hà cuminciatu tardi, a dumanda hè chjuca è u gradu d'autonomia hè bassu. Cù l'aghjurnamentu è u sviluppu di l'industria manifatturiera di alta gamma di u mo paese, u sviluppu di a tecnulugia è a riduzione di i costi, l'industria di stampa 3D di u mo paese mostrerà una tendenza di crescente lucalizazione in u futuru. Una stretta cuuperazione trà i pruduttori di equipaggiu hè cruciale per prumove u sviluppu à grande scala di a tecnulugia di stampa 3D.

Guanghui Laser ùn si cuncentra micca solu nantu à a ricerca è l'innuvazione di a tecnulugia di i prudutti laser, ma cuntinueghja ancu à esplorà in u campu di a tecnulugia di trasfurmazione laser, è s'impegna à aiutà i clienti à risolve i prublemi di l'applicazione. Cum'è unu di i principali produttori naziunali di apparecchiature di stampa 3D, FASTFORM cunnosce tutti l'aspetti di a stampa 3D è hà una squadra di cunsulenza esperta per furnisce à i clienti prudutti prufessiunali di alta gamma in u campu di a stampa 3D. In u futuru, Guanghui Laser travaglià cù FASTFORM per prumove l'applicazione è u sviluppu di a tecnulugia di stampa 3D laser in Cina è aiutà à migliurà l'industria. Fonte: Guanghui Laser Autore: Ingegnere di Applicazione Gu Jiaxing