Металл 3D хэвлэхэд шилэн лазерын хэрэглээг судлах нь

нь Нэмэлт МануМеталл материалыг үйлдвэрлэх (3D хэвлэх) процесс нь нисэх хүчин, сансар судлал, навигаци, тээврийн хэрэгсэл, хэв үйлдвэрлэл, эмнэлгийн тоног төхөөрөмж гэх мэт салбарт маш их эрэлт хэрэгцээтэй байгаа. Одоогийн байдлаар металл нэмэлт үйлдвэрлэлийн процесст ашигладаг дулааны эх үүсвэрүүдэд лазер туяа, электрон туяа, микро туяа плазм гэсэн гурван өндөр энергийн цацраг, мөн хайлуулах дулааны оролт багтдаг. Эдгээрээс лазер туяа нь металл нэмэлт үйлдвэрлэлийн салбарт хамгийн өргөн хэрэглэгддэг өндөр энергийн цацрагийн дулааны эх үүсвэр юм. Электрон туяа болон микро туяа плазмын дулааны эх үүсвэртэй харьцуулахад лазер туяа нь нарийн цэг, хямд өртөгтэй, тодорхой материалын байрлалд чиглүүлэх давуу талтай. Энэ нь металл материалыг хурдан хайлуулж, хайлуулах сувгийн давхцал, эд анги үүсгэх шаардлагыг хангаж чадна.

Лазер 3D хэвлэх үндсэн зарчим

Лазер 3D хэвлэхэд ашигладаг лазеруудад шилэн лазер, хагас дамжуулагч лазер, Nd:YAG лазер, CO2 лазер орно. Өөр өөр материалууд нь өөр өөр долгионы урттай лазеруудыг өөр өөрөөр шингээдэг. Ихэвчлэн CO2 лазерыг полимер хэвлэхэд ашигладаг бол шилэн лазерыг металл нунтаг хэвлэхэд ашигладаг.

Төрөл бүрийн боловсруулалтын аргуудын дагуу лазер нэмэлт үйлдвэрлэлийг сонгомол лазер хайлуулах, сонгомол лазер хайлуулах, шууд металл лазер хайлуулах, лазер нунтаг тунадасжуулах, шууд металл тунадасжуулах гэх мэт гэж хувааж болно. Эдгээрийн дотроос сонгомол лазер хайлуулах (SLM) нь хамгийн өргөн хэрэглэгддэг металл лазер 3D хэвлэх технологийн нэг юм.

Сонгомол лазер хайлуулах (SLM) хэвлэх төхөөрөмжийн үндсэн бүтцийг зурагт үзүүлэв. Хэвлэхийн өмнө 3 хэмжээст загварыг давхарлаж, дараа нь сканнердах траекторыг тодорхойлох ёстой. Эхний алхам бол ажлын ширээг хусуураар жигд хусаж, дээр нь нунтаг давхарга түрхэх; хоёр дахь алхам бол энэ нунтаг давхарга дээр тодорхой траекторыг лазераар сканнердаж хайлуулж, давхарга хэвлэх; гурав дахь алхам бол ажлын ширээг нэг давхарга доош хөдөлгөж, дараа нь дээрх үйлдлийг давтаж хэвлэх давхаргуудыг доороос дээш давхарлаж, ингэснээр хэвлэх 3 хэмжээст хэсгийг бүрдүүлэх явдал юм. Исэлдэлтээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд ажлын камерыг бүх үйл явцын туршид нүүлгэн шилжүүлж, идэвхгүй хийгээр дүүргэх ёстой.

Лазер 3D хэвлэхэд лазерын эрэлт хэрэгцээ
Лазер 3D хэвлэхэд лазерын эрэлт хэрэгцээ нь голчлон хоёр талаас илэрдэг: нэг талаас, хүч чадал ба хүчний тогтвортой байдал, нөгөө талаас, цацрагийн чанар болон толбоны хэмжээ.

01 Эрчим хүч ба эрчим хүчний тогтвортой байдал

3D хэвлэх үйл явц нь голчлон лазерын дулааны эффектээс хамаардаг. Материалыг хайлуулахын тулд лазерын эрчим нь тодорхой энергийн босгыг давсан байх ёстой. Тиймээс лазерын дундаж гаралтын чадалд илүү анхаарал хандуулдаг бөгөөд лазерын импульсийн горимд мэдрэмтгий биш юм. Тиймээс тасралтгүй шилэн лазерыг ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд хүчийг ойролцоогоор 100Вт-аас 1000Вт-ын хооронд хуваарилдаг.
Загвар том, давхарга их байх тусам хэвлэх хугацаа урт болно. Үргэлжлэх хугацаа нь ерөнхийдөө хэдэн цагаас хэдэн арван цаг хүртэл байдаг. Тиймээс лазерын урт хугацааны тогтвортой ажиллагаанд өндөр шаардлага тавьдаг. Хэрэв температур хэт өндөр байвал металл нунтаг хэт шатаж, бусад хэлбэржүүлсэн хэсгүүд дахин хайлахад хүргэж болзошгүй; хэрэв температур хэт бага байвал металл нунтаг бүрэн хайлаагүй, холболтын хүч хангалтгүй, хэлбэржүүлсэн эд ангийн хэлбэр хадгалагдахгүй байж магадгүй юм. Тиймээс лазерын хүчний тогтвортой байдал нь хэвлэх чанарт чухал үүрэгтэй.

02 Цацрагийн чанар ба толбоны хэмжээ

Цацрагийн чанар болон толбоны хэмжээ нь хэвлэх нарийвчлалыг тусгадаг гол үзүүлэлтүүдийн нэг юм. 3D хэвлэлтийг лазер туяагаар сканнердах замаар үүсгэдэг. Лазер толбо бага байх тусам сканнердах нарийвчлал өндөр, хэвлэсэн загварын нягтрал өндөр, хэвлэсэн хэсгийн гадаргуу нь илүү нарийхан байдаг.
Цацрагийн чанарыг ихэвчлэн BPP эсвэл M2 гэж тодорхойлдог. M2 нь 1-тэй ойртох тусам цацрагийн чанар сайжирч, лазерын энерги төвлөрч, эргэн тойрон дахь дулааны нөлөө бага байх болно; үүний зэрэгцээ цацрагийн чанар сайжирч, харгалзах зөрүүний өнцөг бага, фокусын цэг бага байх болно.

03 GW Laser Tech болон FASTFORM-ын 3D хэвлэлийн салбар дахь судалгаа
Өндөр тод шилэн лазерын үйлдвэрлэлээрээ дэлхийд тэргүүлэгч GW Laser Tech компани нь энэхүү хэрэглээний салбарыг идэвхтэй судалж байна. 3D хэвлэх технологимөн эмнэлгийн хэрэгсэл, автомашины эд анги, сансар судлал болон бусад салбарт зориулсан 3D хэвлэх зориулалттай 500Вт-ын нэг горимтой 10μm/14μm тасралтгүй шилэн лазерыг худалдаанд гаргалаа.

Тэдгээрийн дотор 10μм ба 14μм гэсэн өөр өөр гол диаметрүүд нь толбоны хэмжээг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь голчлон лазерын чадлын нягтрал буюу нэгж талбайд ногдох гэрлийн энергийн хэмжээнд нөлөөлдөг. Ижил чадлын нөхцөлд толбоны хэмжээ бага байх тусам лазерын чадлын нягтрал их байдаг. Өндөр чадлын нягтралтай толбо нь өндөр хайлах цэг эсвэл өндөр ойлттой металл нунтаг хэвлэхэд тохиромжтой.

Бүтээгдэхүүний давуу талууд:

➢ Хэт нимгэн, хөнгөн загвар, 19 инчийн 1.5U өндөр загвар,

➢ Бүтээгдэхүүний бүтэц нь 3D хэвлэх орчинд чиглэсэн хаалттай загварыг ашигладаг бөгөөд лазерын нийт найдвартай байдлыг эрс сайжруулж, IP65 хамгаалалтын түвшинг хангадаг бөгөөд өндөр температур, өндөр чийгшил, өндөр тоос шороо зэрэг хүнд нөхцөлд тасралтгүй ажиллах боломжтой.

➢ Хамгийн их чадал нь 500Вт бөгөөд энэ нь аустенитик зэвэрдэггүй ган, мартенситик зэвэрдэггүй ган, титаны хайлш, никель суурьтай өндөр температурт хайлш, хөнгөн цагаан хайлш, магнийн хайлш гэх мэт нийтлэг металл материалыг үүсгэхэд хангалттай.

➢ Чадлын тогтвортой байдал сайн, цагт хэлбэлзэл

➢ Сайн цацрагийн чанар, M2

FASTFORM (FastForm) нь 3D хэвлэх технологи, тоног төхөөрөмжийн судалгаа, хөгжүүлэлтэд мэргэшсэн компани бөгөөд дээд зэргийн хурдан туршилтын үйлчилгээ, дэмжлэг үзүүлэх шийдлүүдийг санал болгож чадна. Бид Guanghui Laser-тэй гүнзгий хамтын ажиллагаа тогтоож, ирээдүйд сансар судлал, автомашины загвар, биоанагаах ухаан гэх мэт салбарын гол хэсгүүдэд 3D хэвлэх туршилт, судалгаа хийх болно. Бид FF-M140 дан лазер бүтээгдэхүүн, FF-M150 сургалтын тусгай загвар, FF-M180D хос лазер шүдний тусгай загвар, FF-M300H 1000W өндөр хүчин чадалтай лазер үйлдвэрлэлийн загвар, FF-M500 хос лазер загвар, FF-M800 дөрвөн лазер бүтээгдэхүүнийг үйлдвэрлэж эхэлсэн бөгөөд эдгээр нь бүгд олноор үйлдвэрлэгдэж, захиалгат нутагшуулах шийдлүүдийг дэмжиж байна. Бид олон лазер зүсэх, зам үүсгэх програм хангамж болох FastLayer-ийг бие даан боловсруулсан. Тоног төхөөрөмж нь бүрэн автомат бөгөөд хяналтгүй ажилладаг.

Энэ бүтээгдэхүүн нь дараах чухал давуу талуудтай:

➢ Хоёр чиглэлт болон хувьсах хурдтай нунтаг цацах технологи, нунтаг ашиглалтын өндөр түвшин.

➢ Нэг товшилтоор автомат зүсэлт болон замын төлөвлөлтийг гүйцэтгэх бие даан боловсруулсан програм хангамж.

➢ Бүрэн автомат удирдлага болон хараа хяналтгүй алсаас ажиллах боломжтой өөрийн гэсэн камертай.

➢ Тоног төхөөрөмж нь нэгдсэн гагнуурын бүтэцтэй бөгөөд энэ нь маш тогтвортой бөгөөд суурилуулахад хялбар.

3D хэвлэх салбарын өнөөгийн байдал, хөгжлийн хэтийн төлөв
Одоогийн байдлаар 3D хэвлэлт нь хурдан туршилтын эрин үед орж байна. Хятадын Бизнесийн салбарын судалгааны хүрээлэнгийн статистик мэдээллээр 2021 онд машин механизмын салбар нь хэрэглээний салбарын хамгийн том хувийг эзэлж, 17.5%-д хүрч, дараа нь хэрэглээний электроник (16.6%) болон автомашин (16.1%) орсон байна. Хэрэглээний электроник болон автомашины салбар хурдацтай хөгжихийн хэрээр эдгээр хоёр салбарт 3D хэвлэлтийг хэрэглэх хүрээ ирээдүйд улам өргөжих болно.

Хятадын хөрөнгө оруулалтын сүлжээний урьдчилсан мэдээгээр салбарын цар хүрээний хувьд: 2021-2025 онуудад 3D хэвлэлийн жилийн дундаж нийлмэл өсөлтийн хурд 26.59% орчим байх бөгөөд 2025 онд 70.1 тэрбум юаньд хүрэх болно.

3D хэвлэлт нь тоног төхөөрөмж, материал, үйлчилгээ гэсэн гурван талыг хамардаг бөгөөд үүнд хэвлэх тоног төхөөрөмж хамгийн их хувийг эзэлдэг. CCID-ийн гаргасан мэдээллээр, 2020 онд Хятадын 3D хэвлэлийн тоног төхөөрөмжийн салбарын цар хүрээ 9.254 тэрбум юань байсан нь хамгийн их хувийг эзэлж байна.

Одоогийн байдлаар 3D хэвлэх төхөөрөмжийн үнэ харьцангуй өндөр хэвээр байна. Нэг талаас, энэ нь гадаадын патент болон монопольтой холбоотой. Нөгөө талаас, энэ нь манай улсын 3D салбар хожуу эхэлсэн, эрэлт бага, бие даасан байдлын түвшин бага байгаатай холбоотой юм. Манай улсын өндөр зэрэглэлийн үйлдвэрлэлийн салбар шинэчлэгдэж, хөгжиж, технологийн хөгжил, өртөг буурснаар манай улсын 3D хэвлэх салбар ирээдүйд орон нутгийн чиг хандлага нэмэгдэх болно. 3D хэвлэх технологийн өргөн хүрээтэй хөгжлийг дэмжихэд тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчдийн нягт хамтын ажиллагаа чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Guanghui Laser нь зөвхөн лазер бүтээгдэхүүний технологийн судалгаа, инновацид анхаарлаа хандуулаад зогсохгүй лазер боловсруулах технологийн чиглэлээр үргэлжлүүлэн судалгаа хийж, хэрэглэгчдэд хэрэглээний асуудлыг шийдвэрлэхэд нь туслахад бэлэн байна. Дотоодын тэргүүлэгч 3D хэвлэх тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчийн хувьд FASTFORM нь 3D хэвлэх бүх талыг мэддэг бөгөөд хэрэглэгчдэд 3D хэвлэх чиглэлээр мэргэжлийн өндөр зэрэглэлийн бүтээгдэхүүнээр хангах туршлагатай зөвлөх багтай. Ирээдүйд Guanghui Laser нь FASTFORM-той хамтран Хятадад лазер 3D хэвлэх технологийн хэрэглээ, хөгжлийг дэмжих, салбарыг шинэчлэхэд туслах болно. Эх сурвалж: Guanghui Laser Зохиогч: Хэрэглээний инженер Гу Жиасин