Deposição de metal a laser (Laser Metal Deposition)

O processo mais versátil: reparo, revestimento, junção e impressão 3D – tudo em um único processo.

High-speed Laserauftragschweißen (HS-LMD)

Deposição de metal a laser de alta velocidade – ainda mais rápida

Revestimento de superfície no menor tempo possível – extremamente fino e eficiente com altíssima qualidade.

Visão geral

Vantagens

Comparação de tecnologias

Modo de funcionamento

Áreas de aplicação

Demonstração

Produtos

Deposição de metal a laser – um método para diferentes aplicações

Deposição de metal a laser é um processo de impressão 3D para metais e misturas de metal-cerâmica. Com ele é possível criar ou modificar geometrias 3D. Com este método de fabricação, também é possível realizar reparos ou revestimento com o laser. No setor aeroespacial, por exemplo, a impressão 3D é usada para o reparo de pás de turbinas. Na fabricação de ferramentas e moldes, bordas quebradas ou desgastadas e superfícies funcionais de modelagem são reparadas ou até blindadas localmente. Para a proteção contra desgaste e corrosão na tecnologia de energia ou petroquímica, pontos de rolamento, roletes ou componentes hidráulicos são revestidos. A impressão 3D também é usada na engenharia automotiva. Ela é usada para o acabamento de componentes em grandes quantidades.

Os clientes da TRUMPF se beneficiam do amplo portfólio de lasers e sistemas laser. Temos muitos anos de experiência em processos e serviços para diversas aplicações na tecnologia laser. Assim, a impressão 3D também pode ser combinada com a solda a laser ou corte a laser.

A designação internacional para deposição de metal a laser é normalmente "Laser Metal Deposition" ou LMD. Também se fala em "Direct Metal Deposition" (DMD), "Direct Energy Deposition" (DED) ou "Laser Cladding"

Quais são as vantagens da deposição de metal a laser?

Alta taxa de formação

Com a deposição de metal a laser são criadas estruturas grossas e muito finas. Taxas de formação elevadas são alcançadas, em comparação com outros métodos da impressão 3D.

Diversidade de materiais

No processo, vários pós podem ser transportados e alimentados ao mesmo tempo. Dessa maneira, é possível criar ligas próprias ou alternar entre materiais. É assim que são formadas as estruturas sanduíche.

Flexibilidade

Estruturas podem ser aplicadas facilmente em peças 3D e superfícies irregulares. Também é possível fazer alterações na geometria de maneira descomplicada.

Troca de material mais fácil

Laser Metal Deposition permite a troca descomplicada entre diferentes materiais em um processo de trabalho.

Processo estabelecido

A deposição de metal a laser é utilizada para o reparo de ferramentas ou componentes, por exemplo, no setor aeroespacial. Ela também é usada para aplicar camadas finas de proteção contra corrosão e desgaste.

Inovador

Graças a um truque tecnológico, velocidades máximas de várias centenas de metros por minuto podem ser alcançadas: a deposição de metal a laser de alta velocidade mostra seus pontos fortes no revestimento de discos de freio, por exemplo.

Como se diferenciam as fontes de radiação em diferentes aplicações de LMD?

Deposição de metal a laser (LMD)

A deposição de metal a laser convencional é utilizada para o revestimento flexível, reparo e modificação aditiva de componentes 3D. Este método não requer nenhuma câmara de processo e também permite processar componentes muito grandes. As camadas aplicadas são soldadas metalurgicamente ao substrato, o que permite obter uma resistência elevada – muitas vezes comparável a qualidades padrão.

Deposição de metal a laser de alta velocidade (HS-LMD)

A deposição de metal a laser de alta velocidade é baseada no Método EHLA (EHLA = deposição de metal a laser de velocidade extremamente alta), desenvolvido pela Fraunhofer ILT. O método se destina ao revestimento de grande superfície de componentes de rotação simétrica com camadas finas. Assim como na deposição de metal a laser convencional as camadas aplicadas são soldadas metalurgicamente ao substrato. Graças à velocidades de processo muito altas e ao resfriamento rápido associado é possível obter resistências mais altas. Com este método também é possível processar materiais considerados difíceis de soldar (por ex., ferro fundido).

Deposição de metal a laser através de radiação laser verde

A deposição de metal a laser através de radiação laser verde é especialmente eficiente para materiais altamente reflexivos como cobre puro, ligas de cobre, bronzes, ligas de alumínio ou ligas de metais preciosos. Comparado com a faixa de comprimentos de onda infravermelhos, o comprimento de onda verde tem uma absorção significativamente maior; uma absorção muito maior pode ser alcançada para cobre puro e ligas de cobre. Comparado aos comprimentos de onda infravermelhos, a impressão 3D com comprimentos de onda verdes permite densidades mais altas e uma construção mais próxima ao contorno final com potência laser significativamente menor ao processar ligas de cobre.

Como funcionam a deposição de metal a laser e a deposição de metal a laser de alta velocidade?

Esboço do processo de deposição de metal a laser

Deposição de metal a laser (LMD)

Na deposição de metal a laser convencional, um raio laser aquece a peça de trabalho no local e cria um banho de fusão. De um bocal no sistema óptico de processamento sai um pó metálico fino, pulverizado diretamente no banho de fusão. Lá, ele derrete e se liga ao material de base. É formada uma camada de cerca de 0,2 até 1 milímetro de espessura. Dessa maneira são criadas então lagartas soldadas umas às outras, que resultam em estruturas nos corpos base ou componentes inteiros. Se necessário, podem ser criadas várias camadas, umas sobre as outras. Através da deposição de metal a laser é possível gerar altas taxas de construção ou volume em superfícies 3D de vários cm³/min, com velocidades de avanço de 500 mm/min até vários metros/minuto. Para fazer a aplicação em linhas, superfícies e formas, o sistema óptico de processamento se movimenta pela peça com comando automático. O sistema de sensores inteligente garante que a espessura da camada seja uniforme em todos os pontos.

Deposição de metal a laser de alta velocidade (HS-LMD)

Na deposição de metal a laser de alta velocidade, as partículas de pó já são aquecidas até quase a temperatura de fusão acima da superfície do substrato. Como resultado, é necessário menos tempo para derreter as partículas de pó. O resultado são velocidades de processo visivelmente maiores. Devido ao menor aporte de calor, a deposição de metal a laser de alta velocidade também permite o revestimento de materiais muito sensíveis ao calor, como alumínio ou ligas de ferro fundido. Através do método de HS-LMD, é possível gerar altas taxas de superfícieem superfícies de rotação simétrica de até 1500 cm²/min. São atingidas velocidades de avanço de várias centenas de metros/minuto.

Descubra o que impressiona nossos clientes

Às vezes, implementamos ideias de aplicações às nossas próprias custas. Pode demorar um pouco antes que o sucesso chegue, é preciso lutar para conseguir.

Christoph Hauck

Gerente de tecnologia e vendas na toolcraft AG

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Para que serve a deposição de metal a laser?

TRUMPF application powertrain brake disk

Revestimento

Proteja seus componentes – com uma camada protetora contra corrosão ou desgaste. A soldagem por deposição de pó a laser cria revestimentos que endurecem seus componentes e os tornam resistentes à água salgada, produtos químicos ou intempéries. Ao contrário dos processos convencionais, como a pulverização térmica, a peça de trabalho é exposta apenas a baixas cargas térmicas, de modo que ocorra apenas muito pouca distorção – se houver alguma. Com a deposição de metal a laser, é possível realizar as mais diversas misturas de materiais e estruturas de camadas. Economize custos de produção, por exemplo, utilizando materiais mais baratos para o componente e depois realizando um revestimento de alta qualidade.

Deposição de metal a laser para criar reforços parciais

Impressão 3D

A deposição de metal a laser possibilita uma ampla liberdade de concepção na fabricação individual de componentes, principalmente em comparação com as matrizes genéricas. Com ajuda da deposição de metal a laser com material adicional, podem ser formadas estruturas completamente novas ou ainda modificadas a forma e a estrutura da superfície de componentes já existentes. Mesmo componentes de formato grande que não se encaixam em uma impressora 3D podem ser gerados completamente dessa forma.

Reparo

Gostaria de ainda mais valor agregado? Repare ferramentas e componentes caros de maneira simples e rápida através de deposição de pó a laser. Danos menores e maiores podem ser eliminados rapidamente e praticamente sem vestígios. Também é possível realizar mudanças no projeto. Dessa maneira, você economiza tempo, energia e material. Isso é vantajoso especialmente no caso de metais caros, como níquel ou titânio. Exemplos de aplicação típicos são pás de turbinas, pistões, válvulas, eixos ou ferramentas de todos os tipos.

Junção por meio de deposição de metal a laser para fechar lacunas de soldagem excessivamente grandes que não podem ser convencionalmente soldadas com laser.

Juntar

A deposição de metal a laser também é adequada como processo de junção - por exemplo, para preencher lacunas de vários milímetros. Dessa forma, são criadas costuras homogêneas e estanques – totalmente sem processamento posterior. A adição coaxial de pó torna este processo de soldagem tridimensional e independente da direção – e você se torna flexível na cadeia de produção. Com a deposição de metal a laser também é possível juntar materiais diferentes, por exemplo, aço e alumínio fundido. Baterias para motores elétricos, por exemplo, podem ser soldadas desta forma.

Deposição de metal a laser e deposição de metal a laser de alta velocidade em ação

Quais produtos são adequados para a deposição de metal a laser?

TruLaser Cell 3000

Com a máquina laser de 5 eixos compacta e altamente precisa, você se mantém flexível: soldagem bidimensional e tridimensional, corte e deposição de metal a laser , graças às trocas rápidas do adaptador de processo.

Para o produto

TruLaser Cell 7040

Perfeitamente equipado – independentemente se você quer processar peças bidimensionais ou tridimensionais ou tubos. Você pode alternar com flexibilidade entre o corte, a soldagem e a deposição de metal a laser.

Para o produto

DepositionLine

Conquiste novos mercados. Seja para revestimento, reparo ou impressão 3D – você recebe a sua solução individual de fonte de raio laser, transportador de pó, sistemas ópticos e bocais.

Para o produto

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