Eksplorimi i aplikimit të lazerit me fibra në printimin 3D të metaleve

I/E/Të/Të Manu shtesëProcesi i fabrikimit (printimit 3D) i materialeve metalike është shumë i kërkuar në fushat e aviacionit, hapësirës ajrore, navigimit, automjeteve, prodhimit të formave, pajisjeve mjekësore, etj. Aktualisht, burimet e nxehtësisë të përdorura në procesin e prodhimit të aditivëve të metaleve përfshijnë tre rreze me energji të lartë, përkatësisht rreze lazeri, rreze elektronike dhe plazmë mikro-rreze, si dhe hyrjen e nxehtësisë së sinterimit. Midis tyre, rrezja lazer është burimi i nxehtësisë me rreze me energji të lartë më i përdorur gjerësisht në fushën e prodhimit të aditivëve të metaleve. Krahasuar me burimet e nxehtësisë me rreze elektronike dhe plazmë mikro-rreze, rrezja lazer ka avantazhet e pikës së imët, kostos së ulët dhe mund të drejtohet në pozicionin e specifikuar të materialit. Mund të arrijë shkrirjen e menjëhershme të materialeve metalike dhe të përmbushë kërkesat e mbivendosjes së kanalit të shkrirjes dhe formimit të pjesëve.

Parimet themelore të printimit 3D me lazer

Lazerët e përdorur në printimin 3D me lazer përfshijnë lazerë me fibra, lazerë gjysmëpërçues, lazerë Nd:YAG dhe lazerë CO2. Materiale të ndryshme thithin lazerë me gjatësi vale të ndryshme në mënyra të ndryshme. Zakonisht, lazerët CO2 përdoren për të printuar polimere, ndërsa lazerët me fibra përdoren për të printuar pluhura metalike.

Sipas metodave të ndryshme të përpunimit, prodhimi aditiv me lazer mund të ndahet në sinterim selektiv me lazer, shkrirje selektive me lazer, sinterim direkt me lazer të metaleve, depozitim pluhuri me lazer, depozitim direkt i metaleve, etj. Midis tyre, shkrirja selektive me lazer (SLM) është një nga teknologjitë më të përdorura të printimit 3D me lazer të metaleve.

Struktura bazë e pajisjes së printimit me shkrirje selektive me lazer (SLM) tregohet në figurë. Para printimit, modeli 3D duhet të shtresohet dhe më pas duhet të përcaktohet trajektorja e skanimit. Hapi i parë është të gërvishtet në mënyrë të barabartë tavolina e punës me një kruajtëse dhe të shpërndahet një shtresë pluhuri mbi të; hapi i dytë është të skanohet një trajektore specifike mbi këtë shtresë pluhuri me një lazer për ta shkrirë atë dhe për të printuar një shtresë; hapi i tretë është të zhvendoset tavolina e punës poshtë një shtresë dhe më pas të përsëritet operacioni i mësipërm për të grumbulluar shtresat e printimit nga poshtë lart, duke formuar kështu pjesën 3D që do të printohet. Për të parandaluar oksidimin, dhoma e punës duhet të zbrazet dhe të mbushet me gaz inert gjatë gjithë procesit.

Kërkesa për lazerë në printimin 3D me lazer
Kërkesa për lazerë në printimin 3D me lazer reflektohet kryesisht në dy aspekte: nga njëra anë, fuqia dhe stabiliteti i fuqisë, dhe nga ana tjetër, cilësia e rrezes dhe madhësia e njollës.

01 Fuqia dhe stabiliteti i fuqisë

Procesi i printimit 3D mbështetet kryesisht në efektin termik të lazerit. Intensiteti i lazerit duhet të kalojë një prag të caktuar energjie për të shkrirë materialin. Prandaj, i kushton më shumë vëmendje fuqisë mesatare të daljes së lazerit dhe nuk është i ndjeshëm ndaj mënyrës së pulsit të lazerit. Prandaj, zakonisht përdoren lazerë me fibra të vazhdueshme, dhe fuqia shpërndahet përafërsisht midis 100W dhe 1000W.
Sa më i madh të jetë modeli dhe sa më shumë shtresa të ketë, aq më e gjatë është koha e printimit. Kohëzgjatja është përgjithësisht nga disa orë deri në dhjetëra orë. Prandaj, vendosen kërkesa të larta për funksionimin e qëndrueshëm afatgjatë të lazerit. Nëse temperatura është shumë e lartë, pluhuri metalik mund të digjet shumë dhe madje të shkaktojë shkrirjen e pjesëve të tjera të formuara; nëse temperatura është shumë e ulët, pluhuri metalik nuk është shkrirë plotësisht, forca e lidhjes është e pamjaftueshme dhe forma e përbërësit të formuar mund të mos ruhet. Prandaj, stabiliteti i fuqisë së lazerit është thelbësor për cilësinë e printimit.

02 Cilësia e rrezes dhe madhësia e pikës

Cilësia e rrezes dhe madhësia e pikës janë një nga parametrat kryesorë që pasqyrojnë saktësinë e printimit. Printimi 3D formohet nga skanimi me rreze lazeri. Sa më e vogël të jetë pika e lazerit, aq më e lartë është saktësia e skanimit, aq më e lartë është rezolucioni i modelit të printuar dhe aq më delikate është sipërfaqja e pjesës së printuar.
Cilësia e rrezes zakonisht karakterizohet nga BPP ose M2. Sa më afër 1-it të jetë M2, aq më e mirë është cilësia e rrezes, aq më e përqendruar është energjia e lazerit dhe aq më i vogël është efekti i nxehtësisë në zonën përreth; në të njëjtën kohë, sa më e mirë është cilësia e rrezes, aq më i vogël është këndi përkatës i divergjencës dhe aq më e vogël do të jetë pika e fokusuar.

03 GW Laser Tech dhe eksplorimi i FASTFORM në fushën e printimit 3D
GW Laser Tech, si lideri botëror në lazerët me fibra me shkëlqim të lartë, ka eksploruar gjithashtu në mënyrë aktive këtë fushë aplikimi me rritjen e Teknologjia e Printimit 3D, dhe lançoi një lazer me fibra të vazhdueshme 500W me një modalitet të vetëm 10μm/14μm për aplikime të printimit 3D, duke synuar pajisjet mjekësore, pjesët e automobilave, hapësirën ajrore dhe fusha të tjera.

Midis tyre, diametrat e ndryshëm të bërthamës prej 10μm dhe 14μm përcaktojnë madhësinë e njollës, e cila ndikon kryesisht në dendësinë e fuqisë së lazerit, domethënë sasinë e energjisë së dritës për njësi të sipërfaqes. Nën të njëjtat kushte fuqie, sa më e vogël të jetë madhësia e njollës, aq më e madhe është dendësia e fuqisë së lazerit. Njollat ​​me dendësi të lartë fuqie janë të përshtatshme për shtypjen e pluhurave metalikë me pika të larta shkrirjeje ose reflektime të larta.

Përparësitë e produktit:

➢ Dizajn ultra i hollë dhe i lehtë, dizajn 19 inç me lartësi 1.5U, peshë

➢ Struktura e produktit përdor një dizajn të mbyllur, të synuar për mjedisin e printimit 3D, duke përmirësuar shumë besueshmërinë e përgjithshme të lazerit, nivelin e mbrojtjes IP65 dhe mund të funksionojë vazhdimisht në mjedise të ashpra si temperatura e lartë, lagështia e lartë dhe pluhuri i lartë.

➢ Fuqia maksimale është 500W, e cila është e mjaftueshme për të formuar materiale metalike të zakonshme si çeliku inox austenitik, çeliku inox martensitik, aliazh titaniumi, aliazh me bazë nikeli për temperatura të larta, aliazh alumini, aliazh magnezi, etj.

➢ Stabilitet i mirë i energjisë, luhatje në orë

➢ Cilësi e mirë e rrezes, M2

FASTFORM (FastForm) është një kompani e specializuar në kërkimin dhe zhvillimin e teknologjisë dhe pajisjeve të printimit 3D, dhe mund të ofrojë shërbime të shpejta prototipizimi dhe zgjidhje mbështetëse. Ne kemi krijuar bashkëpunim të thellë me Guanghui Laser dhe do të kryejmë eksperimente dhe kërkime në printimin 3D mbi pjesë kyçe në fushat e hapësirës ajrore, modeleve të automobilave, biomjekësisë etj., në të ardhmen. Ne kemi lançuar produktet FF-M140 me një lazer të vetëm, modelet FF-M150 specifike për mësimdhënie, modelet FF-M180D me lazer të dyfishtë specifike për stomatologji, modelet industriale me lazer me fuqi të lartë FF-M300H 1000W, modelet FF-M500 me lazer të dyfishtë dhe produktet FF-M800 me katër lazer, dhe të gjitha këto janë prodhuar në masë dhe mbështesin zgjidhje të personalizuara të lokalizimit. Ne kemi zhvilluar në mënyrë të pavarur FastLayer, një softuer për prerje dhe gjenerim shtigjesh me shumë lazer. Pajisjet janë plotësisht automatike dhe pa mbikëqyrje.

Ky produkt ka përparësitë e mëposhtme të rëndësishme:

➢ Teknologji e përhapjes së pluhurit me dy drejtime dhe shpejtësi të ndryshueshme, shkallë e lartë e shfrytëzimit të pluhurit.

➢ Softuer i zhvilluar në mënyrë të pavarur për të përfunduar prerjen automatike dhe planifikimin e shtigjeve me një klikim.

➢ Vjen me kamerën e vet, e cila mund të realizojë kontroll plotësisht automatik dhe funksionim pa mbikëqyrje nga distanca.

➢ Pajisjet përdorin një strukturë të integruar saldimi, e cila është shumë e qëndrueshme dhe e lehtë për t’u instaluar.

Statusi aktual dhe perspektivat e zhvillimit të industrisë së printimit 3D
Aktualisht, printimi 3D ka hyrë në epokën e prototipimit të shpejtë. Sipas statistikave nga Instituti i Kërkimeve të Industrisë së Biznesit në Kinë, industria e makinerive përbën pjesën më të madhe të fushave të aplikimit në rrjedhën e prodhimit në vitin 2021, duke arritur në 17.5%, e ndjekur nga elektronika e konsumit (16.6%) dhe automobilat (16.1%). Me zhvillimin e shpejtë të elektronikës së konsumit dhe industrisë së automobilave, fushat e aplikimit të printimit 3D në këto dy fusha do të zgjerohen më tej në të ardhmen.

Sa i përket shkallës së industrisë, sipas parashikimit të Rrjetit të Investimeve të Kinës: norma mesatare vjetore e rritjes së përgjithshme të printimit 3D nga viti 2021 deri në vitin 2025 do të jetë rreth 26.59% dhe do të arrijë në 70.1 miliardë juanë në vitin 2025.

Printimi 3D mbulon tre aspekte: pajisjet, materialet dhe shërbimet, ndër të cilat pajisjet e printimit përbëjnë pjesën më të madhe. Sipas të dhënave të publikuara nga CCID, shkalla e industrisë së pajisjeve të printimit 3D në Kinë në vitin 2020 ishte 9.254 miliardë juanë, duke zënë pjesën më të madhe.

Aktualisht, çmimi i pajisjeve të printimit 3D është ende relativisht i lartë. Nga njëra anë, kjo për shkak të patentave dhe monopoleve të huaja. Nga ana tjetër, kjo për shkak se industria 3D e vendit tim filloi vonë, kërkesa është e vogël dhe shkalla e autonomisë është e ulët. Me përmirësimin dhe zhvillimin e industrisë së prodhimit të nivelit të lartë të vendit tim, zhvillimin e teknologjisë dhe uljen e kostove, industria e printimit 3D e vendit tim do të tregojë një trend të rritjes së lokalizimit në të ardhmen. Bashkëpunimi i ngushtë midis prodhuesve të pajisjeve është thelbësor për të promovuar zhvillimin në shkallë të gjerë të teknologjisë së printimit 3D.

Guanghui Laser jo vetëm që përqendrohet në kërkimin dhe inovacionin e teknologjisë së produkteve me lazer, por vazhdon të eksplorojë edhe në fushën e teknologjisë së përpunimit me lazer, dhe është e përkushtuar për të ndihmuar klientët të zgjidhin problemet e aplikimit. Si një prodhues kryesor vendas i pajisjeve të printimit 3D, FASTFORM është i njohur me të gjitha aspektet e printimit 3D dhe ka një ekip konsulence me përvojë për t'u ofruar klientëve produkte profesionale të nivelit të lartë në fushën e printimit 3D. Në të ardhmen, Guanghui Laser do të punojë me FASTFORM për të promovuar aplikimin dhe zhvillimin e teknologjisë së printimit 3D me lazer në Kinë dhe për të ndihmuar në përmirësimin e industrisë. Burimi: Guanghui Laser Autori: Inxhinier Aplikimi Gu Jiaxing