Doğrudan metal şekillendirme (Laser Metal Deposition)

Çok yönlü yöntem: Tek işlemde onarım, kaplama, birleştirme ve eklemeli üretim.

High-speed Laserauftragschweißen (HS-LMD)

Yüksek hızlı doğrudan metal şekillendirme: Daha hızlı

Kısa süre içinde yüzeyleri son derece ince ve yüksek kalitede kaplama.

Genel bakış

Avantajları

Teknoloji karşılaştırması

Çalışma şekli

Kullanım alanları

Demo

Ürünler

Doğrudan metal şekillendirme: Çeşitli uygulamalara yönelik bir yöntem

Doğrudan metal şekillendirme, metaller ve metal seramik karışımlar için bir eklemeli üretim yöntemidir. Bu yöntemle 3D geometriler oluşturulabilir veya modifiye edilebilir. Bu üretim yönteminde lazer, onarım veya kaplama da yapabilir. Türbin kanatlarının onarımı için havacılık ve uzay endüstrisinde eklemeli üretim kullanılmaktadır. Takım ve kalıp imalatında kırık veya aşınmış kenarlar ve şekil verilen işlevsel yüzeyler onarılmakta ve hatta lokal düzeyde kaplanmaktadır. Enerji veya petrokimya alanlarında yatak noktaları, silindirler veya hidrolik bileşenler aşınmaya ve korozyona karşı koruma amacıyla kaplanmaktadır. Eklemeli üretim otomotiv sektöründe de kullanılmaktadır. Bu sektörde bileşenler büyük partiler halinde işlenmektedir.

TRUMPF müşterileri; geniş lazer ve lazer sistemleri yelpazesinden yararlanmaktadır. Lazer teknolojisindeki pek çok uygulamada, uzun yıllara dayanan üretim ve servis birikimine sahibiz. Bu doğrultuda eklemeli üretim, lazer kaynağı veya lazer kesimi ile birlikte uygulanabilmektedir.

Doğrudan metal şekillendirme işlemi uluslararası alanda "Laser Metal Deposition" (LMD) olarak adlandırılmaktadır. Bunun dışında "Direct Metal Deposition" (DMD), "Direct Energy Deposition" (DED) veya "Laser Cladding" gibi adlandırmalar da kullanılmaktadır

Doğrudan metal şekillendirmenin avantajları nelerdir?

Yüksek ekleme oranları

Doğrudan metal şekillendirme ile kaba ve çok ince yapılar oluşturulmaktadır. Bu bakımdan eklemeli üretimin diğer yöntemlerine kıyasla yüksek üretim hızları elde edilmektedir.

Malzeme çeşitliliği

Üretim sürecinde birden fazla toz aynı anda taşınmakta ve beslenmektedir. Bu sayede isteğe göre alaşım geliştirmek veya malzemeler arasında geçiş yapmak mümkündür. Böylelikle de sandviç yapılar oluşmaktadır.

Esneklik

3D parçalar ve pürüzlü yüzeyler üzerine yapılar kolayca eklenebilmektedir. Geometri değişiklikleri de kolayca yapılabilmektedir.

Kolay malzeme değişimi

Laser Metal Deposition, işlem sırasında farklı malzemelere kolayca geçiş yapılabilmesini sağlar.

Kendini kanıtlamış yöntem

Doğrudan metal şekillendirme, havacılık ve uzay endüstrisi gibi alanlarda takım veya bileşen onarımında kullanılır. Bunun dışında korozyona ve aşınmaya karşı ince kaplamalar için de kullanılır.

Yenilikçi

Teknolojik atılım sayesinde dakikada yüzlerce metreye varan maksimum hızlara ulaşmak mümkün. Yüksek hızlı doğrudan metal şekillendirme, fren disklerinin kaplanması gibi alanlarda gücünü ortaya koymaktadır.

Işın kaynakları farklı LMD uygulamalarında neye göre ayrılmaktadır?

Doğrudan metal şekillendirme (LMD)

Klasik doğrudan metal şekillendirme yöntemi, 3D parçaların esnek kaplaması, onarımı ve eklemeli üretim ile modifikasyonu için kullanılmaktadır. Bu yöntemde proses odası gerekmediği için çok büyük parçalar da işlenebilmektedir. Uygulanan katmanlar metalin erimesiyle substrata bağlanmakta ve çoğunlukla standart kalite ile kıyaslanabilecek seviyede yüksek mukavemet elde edilmektedir.

Yüksek hızlı doğrudan metal şekillendirme (HS-LMD)

Yüksek hızlı doğrudan metal şekillendirme, Fraunhofer ILT tarafından geliştirilen EHLA yöntemini esas alır (EHLA= ekstrem yüksek hızlı doğrudan metal şekillendirme). Yöntem, ince katmanlı rotasyon simetrik parçaların geniş yüzeyli kaplaması için uygundur. Klasik doğrudan metal şekillendirmede olduğu gibi, uygulanan katmanlar metalin erimesiyle substrata bağlanmaktadır. Çok yüksek proses hızları ve bunun sağladığı hızlı soğuma sayesinde daha yüksek mukavemet elde edilmektedir. Bu yöntemle kaynaklaması zor malzemeler de işlenebilmektedir (örn. döküm).

Yeşil lazer ışını ile doğrudan metal şekillendirme

Yeşil lazer ışını ile doğrudan metal şekillendirme saf bakır, bakır alaşımlar, bronz, alüminyum alaşımlar veya değerli metal alaşımlar gibi yüksek yansıtma özellikli malzemelerde oldukça etkilidir. Yeşil dalga boyu, kızılötesi dalga boyu aralığına kıyasla daha yüksek emme özelliğine sahiptir ve saf bakır ile bakır alaşımlarda çok daha yüksek emme değerleri elde edilebilir. Kızılötesi dalga boyuna kıyasla yeşil dalga boylu eklemeli üretim, bakır alaşımları işlerken çok daha düşük lazer gücünde daha yüksek yoğunluklar ve son kontura daha yakın bir yapı elde edilmesini sağlar.

Doğrudan metal şekillendirme ve yüksek hızlı metal şekillendirme nasıl yapılmaktadır?

Doğrudan metal şekillendirme (LMD)

Klasik doğrudan metal şekillendirme yönteminde lazer ışını iş parçasını bölgesel olarak ısıtıp bir eriyik banyosu oluşturur. Ardından işleme optiğindeki bir memeden ince metal tozu, doğrudan eriyik banyosuna püskürtülür. Toz burada eriyip ana malzeme ile birleşir. Geriye yakl. 0,2 - 1 milimetre kalınlığında bir katman kalır. Böylelikle mevcut ana gövdelerin veya komple parçaların şeklini oluşturan birbirine kaynatılmış dikişler elde edilmektedir. Gerektiğinde üst üste birçok katman oluşturulabilir. Doğrudan metal şekillendirme ile 3 boyutlu yüzeylerde birkaç cm³/dak değerlerinde yüksek yapı ve hacim hızları elde edilebilir, ilerleme hızları da 500 mm/dak ile birkaç metre/dak arasında değişir. İşleme optiği çizgiler, yüzeyler ve şekiller oluşturmak için iş parçası üzerinde otomatik kontrollü şekilde hareket etmektedir. Akıllı sensör sistemi, katman kalınlığının her yerde ve daima eşit olmasını sağlamaktadır.

Yüksek hızlı doğrudan metal şekillendirme (HS-LMD)

Yüksek hızlı doğrudan metal şekillendirme yönteminde, toz partikülleri substrat yüzeyinde neredeyse erime sıcaklığına kadar ısıtılır. Böylelikle toz partiküllerinin eritilmesi için daha kısa süre gereklidir. Sonuç olarak da proses hızları ciddi oranda artar. Yüksek hızlı doğrudan metal şekillendirme, daha az ısı girişi nedeniyle alüminyum veya dökme demir alaşımlar gibi ısıya çok duyarlı malzemelerin de kaplanmasını sağlar. Yüksek hızlı doğrudan metal şekillendirme yöntemi sayesinde, rotasyon simetrik yüzeylerde 1500 cm²/dak gibi yüksek yüzey işleme hızları elde edilebilir. Böylelikle dakikada birkaç yüz metre gibi ilerleme hızlarına ulaşılır.

Müşterilerimizin ilgisini çeken noktaları öğrenin

Uygulama fikirlerini bazen kendi cebimizden karşılayarak hayata geçiriyoruz. Başarının gelmesi zaman alabiliyor ve sabırlı olmak gerekiyor.

Christoph Hauck

toolcraft AG Teknoloji ve Satış Direktörü

Başarı hikayesine git

Doğrudan metal şekillendirme nelere uygundur?

TRUMPF application powertrain brake disk

Kaplama

Parçalarınızı korozyona veya aşınmaya karşı koruyucu katman ile korumaya alın. Lazer-toz doğrudan metal şekillendirme yönteminde, parçaları sertleştiren ve tuzlu suya, kimyasallara veya olumsuz hava koşullarına karşı dirençli hale getiren kaplamalar elde edilir. Termik sıçrama gibi klasik yöntemlerin aksine, iş parçası çok düşük termik yüklere maruz kalır ve yamulma oranı ortadan kalkar veya son derece azalır. LMD ile farklı malzeme karışımları ve katman yapıları kullanılabilir. Parçalar için ucuz malzemeler kullanarak ve kaliteli kaplamalarla kaplayarak üretim maliyetini azaltabilirsiniz.

Kısmi güçlendirmelerin oluşturulması için doğrudan metal şekillendirme

Aditif imalat

Doğrudan metal şekillendirme, presle form verme yöntemlerine kıyasla parçaların uygulamaya özgü üretiminde sınırsız tasarım özgürlüğü sunmaktadır. Ek malzeme ile doğrudan metal şekillendirme işleminde , tamamen yeni yapılar oluşturulabilmekte veya mevcut parçaların formu ve yüzey yapısı değiştirilebilmektedir. 3 boyutlu yazıcılara sığmayan büyük formatlı parçalar da bu yöntemde baştan sona üretilebilmektedir.

Onarım

Daha fazla artı değer mi gerekiyor? Pahalı parçaları veya takımları lazer-toz doğrudan metal şekillendirme ile kolayca onarabilirsiniz. Küçük veya büyük fark etmeksizin hasarlar hızlıca ve neredeyse iz bırakmadan giderilmektedir. Tasarım değiştirmek de mümkündür. Bu sayede zaman, enerji ve metalden tasarruf sağlarsınız. Bu yöntem özellikle nikel veya titanyum gibi pahalı metallerde avantajlıdır. Tipik uygulama alanları arasında türbin kanatları, pistonlar, valfler, miller veya her türlü takımlar yer almaktadır.

Normalde lazer ile kaynak yapılamayan, eklemeleri doğrudan metal şekillendirme

Birleştirme

Doğrudan metal şekillendirme, birkaç milimetrelik boşlukları kapatma vs. gibi birleştirme yöntemleri için de idealdir. Böylelikle ek işleme gerek bırakmayan homojen ve yoğun dikişler elde edilir. Koaksiyel toz beslemesi, bu kaynak prosesini yönden bağımsız üç boyutlu ve üretim zincirinde daha esnek hale getirmektedir. Doğrudan metal şekillendirme sayesinde çelik ve alüminyum döküm gibi farklı malzemeleri de birleştirebilirsiniz. Böylelikle elektrikli motor akülerinde kaynak yapılabilir.

Doğrudan metal şekillendirme ve yüksek hızlı metal şekillendirme iş başında

Doğrudan metal şekillendirme için hangi ürünler özellikle uygundur?

TruLaser Cell 3000

Kompakt tasarımlı hassas 5 eksenli lazer makinesi esnek çalışma sağlar. Hızlı adaptörü değişimi sayesinde iki ve üç boyutlu kaynak, kesim ve doğrudan metal şekillendirme mümkündür.

Ürün

TruLaser Cell 7040

İki veya üç boyutlu parçalarda ya da borularda çalışırken her zaman mükemmel donanıma sahip olursunuz. Kesme, kaynaklama veya dolgu kaynağı işlemleri arasında esnek bir şekilde geçiş yapabilirsiniz.

Ürün

Deposition Line

Yeni pazarlara açılın. Kaplama, onarım veya eklemeli üretim alanında ışın kaynağından, toz sevk ünitesinden, optiklerden ve memelerden size özel çözümler elde edebilirsiniz.

Ürün

İlginizi çekebilecek diğer konular

Euro 7 standardına uygun fren diskleri için doğrudan metal şekillendirme

Yüksek hızlı doğrudan metal şekillendirmenin Euro 7 standardına uygun fren disklerinin üretiminde neden en doğru seçim olduğunu ve fren diski üretiminin yeni standardı haline gelebileceğini keşfedin.