O início do processo de Laser Metal Fusion se dá com o modelo 3D virtual do componente. Durante a preparação dos dados, os dados de design são convertidos em um arquivo de trabalho de construção que pode ser lido pela máquina. Os componentes são posicionados na placa de substrato e fixadas nas estruturas de suporte, se necessário. Para o processo de impressão, os componentes são divididos em camadas individuais ("fatiamento") e os caminhos a laser associados são definidos ("hachuramento"). A construção em camadas da peça de trabalho é feita, por fim, na câmara de processo com gás de proteção sobre uma placa de substrato. Na câmara estão cilindros de excesso, construção e reservatório lado a lado sobre um eixo. O revestidor desloca o pó do cilindro de reservatório para o cilindro de construção (1). Em seguida, o laser funde a primeira camada de pó correspondente ao contorno da peça com a camada subjacente (2). Na próxima etapa, o cilindro de construção é abaixado em uma camada (3). Desta forma, o componente é construído na camada de pó. O excesso de pó vai para o cilindro de excesso. Este processo é repetido até que o componente seja totalmente gerado. Para aumentar a produtividade, a TRUMPF usa em seus sistemas vários lasers que trabalham ao mesmo tempo. Aqui se fala do princípio multilaser. A peça pronta é por fim limpa dos pós metálicos em uma estação de desembalagem. Na sequência, o componente é separado da placa, se houver, são removidas as estruturas de apoio e, se necessário, a peça é retrabalhada.
Laser Metal Fusion – Vantagens, princípios de funcionamento e aplicações da tecnologia aditiva
Laser Metal Fusion (LMF) – em português "fusão a laser em leito de pó" – é um processo de manufatura aditiva, no qual uma peça de trabalho é criada etapa por etapa em um leito de pó. Para isso, um laser derrete o pó metálico exatamente nos pontos das camadas de material definidas pelos dados de construção CAD do componente. Por essa razão, o processo é muitas vezes chamado de impressão em metal 3D; os termos sinterização a laser e soldagem a laser também são comuns na indústria. O processo é ideal para a produção em massa de peças geometricamente complexas com intrincados canais internos e cavidades que não podem ser produzidos com métodos convencionais, como a fresagem. Pela impressão 3D industrial são produzidos componentes que apresentam uma alta estabilidade e, ao mesmo tempo, um baixo peso – o que é uma vantagem para a construção leve ou para implantes e próteses produzidos sob medida. Além disso, a Laser Metal Fusion é um método de produção sustentável, pois em comparação com o método de remoção não produz aparas e, dessa forma, o material excedente é mínimo. Com quase duas décadas de experiência na tecnologia aditiva, a TRUMPF oferece pacotes completos, de nível industrial, para o processo de leito de pó, compostos por máquinas, serviços e digitalização, tudo isso de um único fabricante. Da identificação de peças até o produto pronto e além – nós temos tudo o que você precisa na cadeia de suprimento completa.
Usando LMF, os usuários podem criar diretamente os componentes funcionais dos modelos CAD 3D, como estruturas flexíveis ou rotativas.
Com a LMF podem ser produzidos componentes com refrigeração próxima ao contorno. Estes dissipam o calor diretamente de onde ele surge.
A manufatura aditiva possibilita o projeto de estruturas filigranas em uma disposição complexo.
Liberdade no design: Na impressão de metal 3D, o design determina a produção dos componentes - ao contrário dos métodos convencionais de produção.
Na impressão metálica 3D praticamente não há tempos de troca de equipamentos. Graças à opção Multilaser e aos componentes de automação, você pode aumentar ainda mais a eficiência de sua produção.
O manuseio de peças industriais e de pós da TRUMPF aumenta a rentabilidade de sua produção.
Um circuito de pó fechado garante um ambiente de produção limpo e seguro.
O processo de Laser Metal Fusion explicado brevemente
O princípio de funcionamento da impressão 3D metálica é explicado resumidamente.
Aplicações e áreas de aplicação – tão diversas quanto a tecnologia em si
Implante de crânio
A Laser Metal Fusion atende aos rigorosos requisitos de qualidade e segurança na produção de equipamentos e implantes médicos. Em 8,45 horas e com quase 5.000 turnos foi fabricado o implante de crânio personalizado mostrado com titânio.
Ângulo de montagem
No espaço aéreo, a construção leve com bom fluxo de forças na peça de trabalho é de extrema importância. O design otimizado conforme a topologia pode ser fabricado facilmente com o processo de leito de pó – assim como no ângulo de montagem mostrado para portas de aviões, fabricadas em 8 horas e com quase 2.700 camadas.
Bloco hidráulico
O bloco hidráulico mostrado é usado para o acoplamento entre a válvula de controle e o cilindro hidráulico. Se ele for produzido pelo método de Laser Metal Fusion, seu volume total cai para 80%, a perda de pressão para 93% – sem qualquer tipo de perda de função. A construção é feita sem estruturas de apoio e foi concluída em onze horas.
Distribuidor
De forma convencional, a fabricação deste distribuidor precisaria de cinco peças individuais. Na fusão a laser em leito de pó, você fabrica diretamente o componente pronto. Canais de têmpera próximos do contorno e complexos podem ser gerados facilmente por LMF. Além disso, os clientes também ganham com a redução do tempo de ciclo e processos de produção estáveis do ponto de vista térmico com uma taxa de descarte mínima. O distribuidor da imagem foi fabricado em 70 horas.
Suporte de eixo
No setor automotivo, é possível fabricar protótipos complexos e prontos para operação por fusão a laser em leito de pó sem ferramentas e de forma rápida. A manufatura aditiva do design e topologia otimizados do suporte de eixo mostrado aqui levou cinco horas.
Placa dentária
Até o setor odontológico se beneficia das várias vantagens da manufatura aditiva. Em cada camada, é possível criar indicações complexas e aleatórias com material biocompatível com precisão e em tempo recorde. A placa dentária com coroas ilustrada foi confeccionada com 1.200 camadas em cerca de três horas.
Componente da área de P&D
Durante o desenvolvimento do aplicativo ou parâmetro, é usado o trabalho de construção ilustrado. Neste caso, as hastes longas são processadas após a separação da placa de substrato para amostras de tração. Com estas, a resistência e a deformabilidade do componente podem ser verificadas. Após a separação e esmerilhamento, os outros componentes quadrados, por exemplo, são examinados ao microscópio para detectar a presença de quaisquer defeitos finos. Em ambos os casos, trata-se da garantia de qualidade dos componentes.
Impressão 3D de metais amorfos
Quais produtos são adequados para a Laser Metal Fusion?
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A TruPrint 5000 Green Edition é o formato médio de sistema de impressão 3D para o processamento de materiais reflexivos como o cobre. Dessa maneira, a impressora 3D abre um novo caminho para a fabricação aditiva de componentes grandes, bobinas de indução ou de componentes para aplicações de resfriamento exigentes.
