LMF yönteminin temelinde, komponentin sanal 3D modeli yer alır. Veri hazırlama sırasında tasarım verileri, makine tarafından okunabilen bir yapı işi dosyasına dönüştürülür. Böylelikle parçalar substrat plakası üzerinde konumlandırılır ve gerektiğinde destekleyici yapılar monte edilir. Baskı işlemi için komponentler münferit tabakalar ("Slice'lar") haline getirilir ve ilgili lazer yolları tanımlanır ("Hatch"). İş parçasının tabakalar halinde üretimi sadece proses odasında, koruyucu gaz altında bir substrat plakası üzerinde gerçekleştirilir. Odada, rezerv, yapı ve taşma silindirleri bir eksen üzerinde yan yana bulunur. Kaplayıcı, tozu rezerv silindirinden yapı silindirine (1) iter. Ardından lazer, komponentin konturuna uygun olarak ilk toz katmanını alttaki katman (2) ile birlikte birleştirerek eritir. Bir sonraki adımda yapı silindiri bir tabaka aşağıya iner (3). Komponent, adeta toz yatağının içine yerleştirilmiş durumdadır. Fazla toz taşma silindirine gider. Bu işlem komponent tamamen oluşana kadar tekrarlanır. Verimliliği artırmak amacıyla TRUMPF, sistemlerinde aynı anda çalışan birden fazla lazer kullanır. Bu, çoklu lazer prensibi olarak bilinir. Daha sonra, üretilen komponent boşaltma istasyonunda metal tozundan arındırılır. Ardından komponent plakadan ayrılır, varsa, destekleyici yapılar sökülür ve gerekirse iş parçası ek işleme tabi tutulur.
LMF – Avantajları, işleyiş prensipleri ve eklemeli üretim teknolojisi uygulamaları
Laser Metal Fusion (LMF, "toz yatağı bazlı lazerli eritme"), iş parçasının bir toz yatağında adım adım oluşturulduğu bir eklemeli üretim yöntemidir. Bu amaçla lazer, metal tozunu parçanın CAD konstrüksiyon verilerinin öngördüğü yerlerde eriterek malzeme katmanlarına dönüştürür. Bu sebeple bu yöntem sık sık metal 3D baskı veya metal eklemeli üretim olarak tanımlanır; aynı zamanda lazerle sinterleme ve lazerli eritme terimi de sektörde yaygındır. Yöntem, tornalama veya frezeleme gibi geleneksel yöntemlerle üretilemeyen veya çok etkili bir şekilde üretilemeyen karmaşık bir şekle, ince iç kanallara ve boşluklara sahip olan parçaların seri üretimi için idealdir. Endüstriyel eklemeli üretim sayesinde yüksek bir stabilite ve düşük bir ağırlık sergileyen parçalar oluşur; bu da, hafif konstrüksiyon veya kişiye özel implant ve protezler için özellikle avantajlıdır. Ayrıca, LMF dayanıklı bir üretim yöntemidir; zira aşındırıcı yöntemlerde olduğu gibi talaş oluşmaz ve bu sayede de az miktarda atık malzeme çıkar. Eklemeli üretim teknolojisindeki neredeyse yirmi yıllık deneyimiyle TRUMPF, toz yatağı yöntemine yönelik endüstriyel olgunluğa ulaşmış ve tek elden sağlanan, makine, hizmet ve dijitalleştirme çözümlerinden oluşan eksiksiz paketler sunmaktadır. Kısmi tanımlamadan bitmiş ürüne varıncaya kadar ve daha da fazlası: Tüm proses zincirini sizin için kapsarız.
LMF sayesinde kullanıcı, 3D CAD modellerinden örneğin esnek veya döndürülebilir yapılara sahip fonksiyonel komponentleri doğrudan oluşturabilir.
LMF ile kontur uyumlu soğutmalı komponentler üretilebilir. Bunlar, ısıyı oluştuğu yerde derhal dağıtır.
Eklemeli üretim, karmaşık dizili telkari yapıların tasarlanmasını sağlar.
Tasarımda özgürlük: Geleneksel üretim yönteminden farklı olarak, 3D metal baskıda konstrüksiyon parçanın üretim sürecini belirler.
3D metal baskı sırasında neredeyse hiç ayar süresi gerekli olmaz. Çoklu lazer posiyonu ve otomasyon bileşenleri sayesinde üretim verimliliğiniz artar.
TRUMPF'un endüstriyel parça ve toz elleçleme, üretiminizin ekonomik verimini arttırır.
Kapalı bir toz devresi, temiz ve güvenli bir üretim ortamını emniyet altına alır.
LMF prosesinin kısa açıklaması
3D eklemeli üretimin kısaca işleyiş prensibi.
Uygulamalar ve kullanım alanları - teknolojinin kendisi kadar çok yönlü
Kafatası implantları
LMF, tıbbi cihaz ve implantların üretimine ilişkin yüksek kalite ve güvenlik gerekliliklerini karşılar. Örneğin, 8 saat 45 dakika içinde ve neredeyse 5.000 tabakayla resimdeki kişi için özel titanyum kafatası implantı üretilmiştir.
Montaj dirseği
Havacılık ve uzay sektöründe hafif konstrüksiyon, iş parçası içinde iyi bir kuvvet akışıyla birlikte merkezi bir öneme sahiptir. Bu topolojik olarak optimize tasarım, toz yatağı yöntemi ile kolayca üretilebilir – resimdeki uçak kapılarına yönelik 8 saat içinde ve sadece 2.700 düzey ile oluşturulmuş olan montaj dirseği gibi.
Hidrolik bloğu
Gösterilen hidrolik bloğu, kontrol valfi ile hidrolik silindiri arasındaki bağlantıda kullanılır. LMF yöntemi ile üretildiğinde, herhangi bir işlev kaybı olmaksızın toplam hacim %80, basınç kaybı ise %93 oranında azaltılabilir. Üretim, destek yapılar olmaksızın gerçekleştirilmiş olup on bir saat içinde tamamlanmıştır.
Yolluk
Bu yolluğun geleneksel olarak üretimi beş adet tek parça gerektirmektedir. Toz yatağı bazlı lazerli eritme işlemi ile ise hazır komponenti doğrudan üretebilirsiniz. Kontur uyumlu, karmaşık soğutma kanalları LMF ile kolayca oluşturulabilir. Ayrıca müşteriler, en düşük fire oranı ile çevrim süresinde kısalmanın yanı sıra, ısıl olarak stabil üretim proseslerinden de faydalanırlar. Resimdeki yolluk 70 saat içinde üretilmiştir.
Aks taşıyıcı
Otomotiv sektöründeki karmaşık ve işlevsel prototipler, toz yatağı bazlı lazerli eritme işlemiyle takım kullanılmadan ve hızlı bir şekilde oluşturulabilir. Gösterilen tasarım ve topoloji bakımından optimize edilmiş aks taşıyıcının eklemeli üretimi beş saat sürmüştür.
Dental plaka
Benzer şekilde, dental sektör de eklemeli üretimin çok sayıdaki avantajından faydalanmaktadır. Biyouyumlu malzemeyle tüm karmaşık endikasyonlar son derece hassas bir şekilde ve rekor sürede tabaka tabaka oluşturulabilir. Resimdeki dental plaka, diş kaplamalarıyla birlikte üç saat içinde yaklaşık 1.200 tabakayla üretilmiştir.
Ar-Ge departmanı kaynaklı komponent
Uygulama veya parametre geliştirme aşamasında, resimdeki yapı işi kullanılır. Bu kapsamda uzun çubuklar, substrat plakasından ayrıldıktan sonra çekme numuneleri haline getirilir. Bu çubuklarla komponentin dayanımı ve deformasyon kapasitesi kontrol edilebilir. Kesme ve taşlama sonrasında diğer kare biçimli komponentler, mikroskop altında ince kusurlar bakımından kontrol edilir. Her iki durumda da parçanın kalite kontrolü söz konusudur.
