Na začiatku procesu laserového tavenia prášku je virtuálny 3D model obrobku. Počas prípravy údajov sú konštrukčné dáta premenené na údaje programu pre tlač čitateľné strojom. Pritom sa nastavujú obrobky na podkladovej platni a v prípade potreby je umiestnená podporná štruktúra. Pre proces tlače budú obrobky rozobraté na viacero vrstiev („rezov“) a zadefinujú sa príslušné dráhy pohybu lúča („šrafovanie“). Vytváranie obrobku po vrstvách sa nakoniec vykonáva na podkladovej platni v pracovnej komore, v ochrannej atmosfére. V komorách sú vedľa seba v jednej osi umiestnené: valcový zásobník, konštrukčný a prepadový valec. Nanášač nanáša prášok z valcového zásobníka na konštrukčný valec (1). Napokon laser nataví prvú vrstvu prášku podľa geometrie dielca kohézne na vrstvu ležiacu pod tým (2). V ďalšom kroku klesne konštrukčný valec nadol o jednu vrstvu (3). Obrobok sa vyrába v takzvanom práškovom lôžku. Prebytočný prášok skončí v prepadovom valci. Tento proces sa opakuje dovtedy, pokým nie je vytvorený celý dielec. Aby sa zvýšila produktivita, používa TRUMPF vo svojich systémoch viacero laserov, ktoré pracujú súčasne. Hovoríme pritom o takzvanom multi-laserovom princípe. Hotový dielec sa nakoniec v stanici na odstránenie prášku zbaví kovového prášku. Na záver sa obrobok oddelí od platne, odstránia sa podporné štruktúry ak sú súčasťou obrobku a v prípade potreby sa obrobok upraví na hotovo.
Laserové tavenie prášku (LMF) – výhody, princípy funkcie a aplikácie aditívnej technológie
Laser Metal Fusion (LMF) – po slovensky „laserové tavenie prášku“ – je aditívny výrobný proces, pri ktorom sa vyrába obrobok krok za krokom v práškovom lôžku. Laser pritom natavuje kovový prášok po vrstvách presne na miestach, ktoré sú zadefinované v CAD konštrukčných súboroch obrobku. Preto je tento proces často označovaný ako 3D tlač kovov, v odvetví je bežný aj pojem spekanie laserom alebo tavenie laserom. Proces je optimálny pre sériovú výrobu geometricky zložitých dielcov s detailnými vnútornými kanálmi a dutými priestormi, ktoré nie je možné alebo len málo efektívne možné vyrábať pomocou konvenčných procesov akými sú sústruženie alebo frézovanie. Pri priemyselnej 3D tlači vznikajú obrobky, ktoré majú vysokú stabilitu a súčasne minimálnu hmotnosť – čo je mimoriadnou výhodou pre odľahčené konštrukcie alebo implantáty a protézy vyrobené na mieru. Laserové tavenie prášku je okrem toho trvácnou výrobnou metódou, pretože v porovnaní s procesmi s úberom materiálu nevznikajú žiadne špony a preto je aj minimum prebytočného materiálu. Vďaka takmer dvom desaťročiam skúseností v oblasti aditívnej technológie ponúka TRUMPF kompletné balíky pripravené pre výrobu pre proces na práškovom lôžku – pozostávajúce zo strojov, služieb a digitalizácie z jednej ruky. Od identifikácie dielcov až k hotovému výrobku a okrem toho – máme pre Vás produkty pre kompletný reťazec procesov.
Pomocou LMF môžu užívatelia z 3D CAD modelov priamo vytvárať funkčné obrobky – napr. flexibilné alebo otočné štruktúry.
Pomocou LMF je možné vyrábať obrobky s obtekajúcim chladením. Tieto odvádzajú teplo bezprostredne odtiaľ, kde vzniká.
Aditívny spôsob výroby umožňuje vytváranie detailných štruktúr v komplexnej úprave.
Voľnosť v dizajne: pri 3D tlači kovov určuje výrobu obrobku konštrukcia - opačne ako pri konvenčných výrobných procesoch.
Pri 3D tlači kovov nevznikajú takmer žiadne časy osadzovania. Vďaka možnosti Multilaser, ako aj automatizačných komponentov sa ďalej zvyšuje efektivita Vašej výroby.
Priemyselná manipulácia s dielmi a práškom firmy TRUMPF zvyšuje hospodárnosť Vašej výroby.
Uzatvorený obeh prášku prispieva k čistému a bezpečnému výrobnému prostrediu.
Vysvetlenie procesu laserového tavenia prášku (LMF) v skratke
Stručné vysvetlenie funkčného princípu kovovej 3D-tlačiarne.
Aplikácie a oblasti použitia - tak mnohostranné ako technológia sama
Lebečný implantát
Laserové tavenie prášku spĺňa vysoké požiadavky na kvalitu a bezpečnosť pri výrobe medicínskych zariadení a implantátov. Vyobrazený lebečný implantát z titánu, skonštruovaný na mieru, bol napr. vytvorený za 8,45 hodiny a takmer 5.000 vrstvami.
Montážny uholník
V letectve a kozmonautike majú hlavný význam odľahčené konštrukcie pri súčasne dobrom silovom toku vnútri obrobku. Táto konštrukcia s takzvanou optimalizáciou topológie je možné vytvoriť jednoducho pomocou procesu na práškovom lôžku – tak ako pri vyobrazenom montážnom uholníku pre dvere lietadla, ktorý bol vytvorený počas 8 hodín a takmer 2.700 vrstvami.
Blok hydrauliky
Zobrazený blok hydrauliky sa používa na spojenie medzi ovládacím ventilom a hydraulickým valcom. Ak je vyrábaný pomocou metódy laserového tavenia prášku, je možné zredukovať jeho celkový objem o 80 %, stratu tlaku o 93 % – bez akejkoľvek straty funkčnosti. Jeho výroba sa vykonáva bez podporných štruktúr a ukončila sa po jedenástich hodinách.
Vtokový rozdeľovač
Pri konvenčnej výrobe tohto vtokového rozdeľovača by bolo potrebných päť jednotlivých dielcov. Pri laserovom tavení na práškovom lôžku vyrábate priamo hotový obrobok. Procesom LMF je možné jednoducho vytvárať zložité temperovacie kanály s takmer hotovými tvarmi. Okrem toho zákazníci profitujú zo skrátenia dôb cyklov ako aj z tepelne stabilných procesov výroby s minimálnou mierou odpadu. Na výrobu vtokového rozdeľovača na obrázku bol potrebný čas 70 hodín.
Nosník nápravy
Zložité, funkčné prototypy v automobilovom priemysle je možné rýchlo a bez nástrojov vytvárať pomocou laserového tavenia na práškovom lôžku. Aditívna výroba zobrazeného dizajnovo a topologicky optimalizovaného nosníka nápravy trvala päť hodín.
Dentálna platňa
Z množstva výhod aditívneho spôsobu výroby profituje aj dentálna oblasť. S biokompatibilným materiálom je možné vysoko presne a v rekordnom čase vytvárať vrstvu po vrstve ľubovoľné zložité indikácie. Výroba vyobrazenej dentálnej platne so zubnými korunkami s približne 1.200 vrstvami trvala tri hodiny.
Obrobok z oblasti výskumu a vývoja
Pri vývoji aplikácií alebo parametrov bude použitý zobrazený program pre tlač. Tým budú dlhé tyče po oddelení od podkladovej platne spracované na ťahovú skúšku. Tým môže byť preverená odolnosť a tvárnosť obrobku. Po oddelení a obrúsení budú ďalšie štvorcové obrobky preskúmané pod mikroskopom kvôli eventuálne existujúcim drobným chybám. V oboch prípadoch ide o zabezpečenie kvality obrobku.
3D tlač amorfných kovov
Ktoré produkty sú vhodné pre laserové tavenie prášku (LMF)?
Chceli by ste vyrábať malé série alebo prototypy pomocou laserového tavenia prášku? Odhaľte teda naše kompaktné stroje TruPrint 1000 na 3D tlač kovových obrobkov.
Hľadáte cenovo výhodnú koncepciu stroja s vynikajúcimi výsledkami tlače? Presne tieto požiadavky spĺňa zariadenie TruPrint 2000. Pomocou lasera Fullfield Multilaser, ktorý tvoria 2 lasery výkonu 300 W (na želanie 2 x 500 W) s priemerom lúča 80 µm a krátkymi časmi vytvárania povrchovej vrstvy, podáva excelentné výsledky.
Hľadáte flexibilné riešenie laserového tavenia prášku (LMF) pre priemyselnú výrobu? Prečítajte si teda viac o našich strojoch TruPrint 3000 s automatizáciou a integrovanou automatizáciou 3D tlače.
Vašim cieľom je maximálna produktivita pre priemyselnú sériovú výrobu procesom práškového lôžka? Dosiahnete ju vďaka čiastočne automatizovanému procesu laserovej 3D tlače v stroji TruPrint 5000 s tromi vláknovými lasermi s výkonom 500 W.
TruPrint 5000 Green Edition je systém 3D tlače stredného formátu na spracovanie materiálov odrážajúcich svetlo, ako napr. meď. Vďaka tomu otvára stroj na 3D tlač nové spôsoby aditívnej výroby veľkých obrobkov, indukčných cievok alebo komponentov pre náročné aplikácie chladenia.
