Exploratioun vun der Uwendung vu Faserlaser am 3D-Drock vu Metall

Den Additiv ManuDe Fabrikatiounsprozess (3D-Dréck) vu Metallmaterialien ass ganz gefrot an de Beräicher vun der Loftfaart, Raumfaart, Navigatioun, Gefierer, Formenherstellung, medizinescher Ausrüstung, etc. Am Moment enthalen d'Hëtztquellen, déi am additive Metallherstellungsprozess benotzt ginn, dräi Héichenergiestralen, nämlech Laserstral, Elektronestral a Mikrostralplasma, souwéi Sinterhëtztzougang. Dorënner ass de Laserstral déi am meeschte verbreet Héichenergiestralhëtztquell am Beräich vun der additiver Metallherstellung. Am Verglach mat Elektronestral- a Mikrostralplasma-Hëtztquellen huet de Laserstral d'Virdeeler vun engem feine Punkt, niddrege Käschten a kann op déi spezifizéiert Materialpositioun geriicht ginn. E kann direkt Schmëlze vu Metallmaterialien erreechen an d'Ufuerderunge vun der Iwwerlappung vu Schmelzkanäl an der Deelformung erfëllen.

Grondprinzipie vum Laser-3D-Drock

Zu de Laseren, déi beim Laser-3D-Drock benotzt ginn, gehéieren Glasfaserlaser, Hallefleederlaser, Nd:YAG-Laser a CO2-Laser. Verschidde Materialien absorbéieren Laser mat verschiddene Wellelängten ënnerschiddlech. Normalerweis gi CO2-Laser benotzt fir Polymeren ze drécken, während Glasfaserlaser benotzt gi fir Metallpulver ze drécken.

Jee no verschiddene Veraarbechtungsmethoden kann d'Laseradditivherstellung a selektiv Lasersinterung, selektiv Laserschmelzung, direkt Metalllasersinterung, Laserpulveroflagerung, direkt Metalloflagerung, etc. opgedeelt ginn. Dorënner ass selektiv Laserschmelzung (SLM) eng vun den am meeschte verbreeten Metalllaser-3D-Drécktechnologien.

Déi grondleeënd Struktur vum selektive Laser-Schmelz-Dréckgerät (SLM) gëtt an der Figur gewisen. Virum Drécken muss den 3D-Modell geschichtet ginn an duerno muss d'Scannebunn bestëmmt ginn. Den éischte Schrëtt ass d'Aarbechtsbank gläichméisseg mat engem Schaber ze schrauwen an eng Schicht Pulver drop ze verdeelen; den zweete Schrëtt ass eng spezifesch Bunn op dëser Pulverschicht mat engem Laser ze scannen fir se ze schmëlzen an eng Schicht ze drécken; den drëtte Schrëtt ass d'Aarbechtsbank eng Schicht erof ze beweegen, an dann déi uewe genannte Operatioun ze widderhuelen fir d'Dréckschichten vun ënnen no uewen ze stapelen, sou datt den 3D-Deel geformt gëtt, deen gedréckt soll ginn. Fir Oxidatioun ze vermeiden, muss d'Aarbechtskammer evakuéiert a mat Inertgas während dem ganze Prozess gefëllt ginn.

D'Nofro fir Laser am Laser-3D-Drock
D'Nofro no Laser am Laser-3D-Drock spigelt sech haaptsächlech an zwou Aspekter erëm: op der enger Säit Leeschtung a Leeschtungsstabilitéit, an op der anerer Säit Stralqualitéit a Punktgréisst.

01 Leeschtung a Leeschtungsstabilitéit

Den 3D-Dréckprozess baséiert haaptsächlech op den thermeschen Effekt vum Laser. D'Lasertemperanz muss e bestëmmten Energieschwellwäert iwwerschreiden, fir d'Material ze schmëlzen. Dofir gëtt méi Opmierksamkeet op déi duerchschnëttlech Ausgangsleistung vum Laser geluecht an ass net empfindlech op den Impulsmodus vum Laser. Dofir gi meeschtens kontinuéierlech Faserlaser benotzt, an d'Leeschtung ass ongeféier tëscht 100W an 1000W verdeelt.
Wat méi grouss de Modell a wat méi Schichten et gëtt, wat méi laang d'Dréckzäit ass. D'Dauer läit am Allgemengen tëscht e puer Stonnen an Dosende vu Stonnen. Dofir ginn héich Ufuerderungen un de laangfristege stabile Betrib vum Laser gestallt. Wann d'Temperatur ze héich ass, kann de Metallpulver iwwerverbrennen an och dozou féieren, datt aner geformt Deeler nei schmëlzen; wann d'Temperatur ze niddreg ass, ass de Metallpulver net komplett geschmolz, d'Bindungskraaft ass net genuch an d'Form vum geformte Baudeel kann net erhale bleiwen. Dofir ass d'Energiestabilitéit vum Laser entscheedend fir d'Dréckqualitéit.

02 Strahlqualitéit a Spotgréisst

Stralqualitéit a Punktgréisst sinn ee vun de Schlësselparameteren, déi d'Drockgenauegkeet reflektéieren. 3D-Drock gëtt duerch Laserstrahlscanning geformt. Wat méi kleng de Laserpunkt ass, wat méi héich d'Scangenauegkeet, wat méi héich d'Opléisung vum gedréckte Modell ass, a wat méi empfindlech d'Uewerfläch vum gedréckten Deel ass.
D'Stralqualitéit gëtt normalerweis duerch BPP oder M2 charakteriséiert. Wat méi no M2 bei 1 ass, wat besser d'Stralqualitéit ass, wat méi konzentréiert d'Laserenergie ass a wat méi kleng den Hëtzteffekt op d'Ëmgéigend ass; gläichzäiteg ass d'Stralqualitéit besser, wat méi kleng den entspriechende Divergenzwénkel ass a wat méi kleng de fokusséierte Fleck ass.

03 GW Laser Tech a FASTFORM hir Exploratioun am Beräich vum 3D-Drock
GW Laser Tech, als Weltmarktführer a Faserlaser mat héijer Hellegkeet, huet dëst Uwendungsberäich och aktiv exploréiert mam Opstig vun 3D-Drécktechnologie, an huet e 500W Single-Modus 10μm/14μm kontinuéierleche Faserlaser fir 3D-Dréckapplikatiounen agefouert, dee sech op medizinesch Apparater, Autosdeeler, Loftfaart an aner Beräicher konzentréiert.

Dorënner bestëmmen déi verschidden Kärduerchmiesser vun 10μm an 14μm d'Punktgréisst, déi haaptsächlech d'Laserleistungsdicht beaflosst, dat heescht d'Quantitéit u Liichtenergie pro Flächeneenheet. Ënner de selwechte Leeschtungsbedéngungen, wat méi kleng d'Punktgréisst ass, wat méi grouss d'Laserleistungsdicht ass. Punkte mat héijer Leeschtungsdicht si gëeegent fir Metallpulver mat héije Schmelzpunkten oder héije Reflexiounen ze drécken.

Produktvirdeeler:

➢ Ultradënnen a liichte Design, 19-Zoll 1,5U Héichtdesign, Gewiicht

➢ D'Produktstruktur benotzt en zouenen Design, deen op d'3D-Dréckëmfeld ausgeriicht ass, wat d'allgemeng Zouverlässegkeet vum Laser däitlech verbessert, den IP65 Schutzniveau huet, a kann kontinuéierlech a rauen Ëmfeld wéi héijen Temperaturen, héijer Fiichtegkeet a vill Stëbs funktionéieren.

➢ Déi maximal Leeschtung ass 500W, wat genuch ass fir üblech Metallmaterialien wéi austenitischem Edelstol, martensitischem Edelstol, Titanlegierung, Nickel-baséiert Héichtemperaturlegierung, Aluminiumlegierung, Magnesiumlegierung, etc. ze bilden.

➢ Gudde Stroumstabilitéit, Schwankung pro Stonn

➢ Gudde Stralqualitéit, M2

FASTFORM (FastForm) ass eng Firma, déi sech op d'Fuerschung an d'Entwécklung vun 3D-Drécktechnologie an -ausrüstung spezialiséiert huet a kann Top-Rapid-Prototyping-Servicer a Supportléisungen ubidden. Mir hunn eng déifgräifend Kooperatioun mat Guanghui Laser opgebaut a wäerten an Zukunft 3D-Dréckexperimenter a Fuerschung iwwer Schlësseldeeler an de Beräicher Loft- a Raumfaart, Automodeller, Biomedizin etc. duerchféieren. Mir hunn FF-M140 Eenzellaserprodukter, FF-M150 Léiermodeller, FF-M180D Duebellaser fir Zänndokteren, FF-M300H 1000W Héichleistungslaser fir Industriemodeller, FF-M500 Duebellasermodeller a FF-M800 Véierlaserprodukter lancéiert, an all dës Produkter goufen a Masse produzéiert a ënnerstëtzen personaliséiert Lokaliséierungsléisungen. Mir hunn onofhängeg FastLayer entwéckelt, eng Multi-Laser-Schneid- a Weegeneréierungssoftware. D'Ausrüstung ass voll automatesch an ouni Iwwerwaachung.

Dëst Produkt huet déi folgend bedeitend Virdeeler:

➢ Bidirektional a variabel Geschwindegkeets-Pulverstreittechnologie, héich Pulverauslastungsquote.

➢ Onofhängeg entwéckelt Software fir automatesch Slicing a Weeplanung mat engem Klick ofzeschléissen.

➢ Kënnt mat senger eegener Kamera, déi vollautomatesch Kontroll a kontrolllos Operatioun op Distanz realiséiere kann.

➢ D'Ausrüstung benotzt eng integréiert Schweessstruktur, déi héich stabil an einfach ze installéieren ass.

Aktuellen Zoustand a Perspektiven fir d'Entwécklung vun der 3D-Dréckindustrie
Aktuell ass den 3D-Drock an d'Ära vum Rapid Prototyping agaangen. Laut Statistike vum China Business Industry Research Institute huet d'Maschinneindustrie am Joer 2021 de gréissten Undeel vun den Downstream-Applikatiounsberäicher mat 17,5% ausgemaach, gefollegt vun der Konsumentelektronik (16,6%) an den Automobilindustrie (16,1%). Mat der schneller Entwécklung vun der Konsumentelektronik an der Automobilindustrie ginn d'Applikatiounsberäicher vum 3D-Drock an dësen zwou Beräicher an Zukunft weider ausgebaut.

Wat d'Gréisst vun der Industrie ugeet, laut der Prognose vum China Investment Network: déi duerchschnëttlech jäerlech zesummegesate Wuestumsquote vum 3D-Drock wäert vun 2021 bis 2025 ongeféier 26,59% sinn, an si wäert am Joer 2025 70,1 Milliarden Yuan erreechen.

Den 3D-Drock ëmfaasst dräi Aspekter: Ausrüstung, Materialien a Servicer, vun deenen Drockausrüstung den gréissten Deel ausmécht. No Donnéeën, déi vum CCID verëffentlecht goufen, louch d'Gréisst vun der chinesescher 3D-Drockausrüstungsindustrie am Joer 2020 bei 9,254 Milliarden Yuan, wat de gréissten Undeel ausmécht.

Am Moment ass de Präis vun 3D-Dréckgeräter nach ëmmer relativ héich. Op der enger Säit läit dat un auslännesche Patenter a Monopoler. Op der anerer Säit läit et dorun, datt d'3D-Industrie vu mengem Land spéit ugefaangen huet, d'Nofro kleng ass an de Grad vun der Autonomie niddreg ass. Mat der Moderniséierung an der Entwécklung vun der High-End-Produktiounsindustrie vu mengem Land, der Entwécklung vun der Technologie an der Reduktioun vun de Käschten, wäert d'3D-Dréckindustrie vu mengem Land an Zukunft en Trend vun ëmmer méi grousser Lokaliséierung weisen. Eng enk Zesummenaarbecht tëscht den Ausrüstungshersteller ass entscheedend fir d'grouss Entwécklung vun der 3D-Drécktechnologie ze fërderen.

Guanghui Laser konzentréiert sech net nëmmen op d'Fuerschung an d'Innovatioun vun der Laserprodukttechnologie, mä exploréiert och weiderhin am Beräich vun der Laserveraarbechtungstechnologie a setzt sech dofir an, Clienten ze hëllefen, Applikatiounsproblemer ze léisen. Als féierende Produzent vun 3D-Dréckausrüstung am Inland ass FASTFORM mat all Aspekter vum 3D-Dréck vertraut a verfüügt iwwer en erfuerene Berodungsteam, fir Clienten professionell High-End-Produkter am Beräich vum 3D-Dréck ze bidden. An Zukunft wäert Guanghui Laser mat FASTFORM zesummeschaffen, fir d'Applikatioun an d'Entwécklung vun der Laser-3D-Drécktechnologie a China ze fërderen an d'Industrie ze moderniséieren. Quell: Guanghui Laser Auteur: Applikatiounsingenieur Gu Jiaxing