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多激光束3D打印係統的發展現狀與挑戰

cici 來源:3D科學穀2018-03-20 我要評論(0 )   

多光束激光3D打印係統,是區別於(yu) 單激光SLM及SLS打印機的新型粉末床激光成型設備,是金屬及高分子粉末材料麵向高效率、大尺寸及批

 多光束激光3D打印係統,是區別於單激光SLM及SLS打印機的新型粉末床激光成型設備,是金屬及高分子粉末材料麵向高效率、大尺寸及批量製造的新一代成型工藝,是粉末床激光成型工藝發展的新趨勢。我們來了解多激光束加工的發展現狀與挑戰。    

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圖片:EOSM400四激光束係統

    擴展打印尺寸、大型零件一體(ti) 成型

    多激光打印係統的定位在於(yu) 打破當前3D打印技術的生產(chan) 效率和產(chan) 品尺寸的限製。當前,多光束包括雙光束、三光束及四光束,雙光束如華曙新發布的HT1001P大尺寸尼龍機、FS421M金屬機以及SLMSolutionSLM280,四光束如EOSM400、SLMSolutionSLM500、鉑力特BLT-S500。

    例如,華曙HT1001P打印尺寸達到1000×500×450mm,可實現大型產(chan) 品的一體(ti) 化成型和小型產(chan) 品的批量化生產(chan) 。    

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華曙HT1001P的超大成型缸

    效率極大提升

    通俗來講,四激光係統代表著可以同時打印四個(ge) 零件,與(yu) 單激光係統相比,大大減少了打印前期的多次準備時間,雖然其鋪粉的行程長、打印零件多,但四激光同時打印造成的單層花費時間卻並未延長。    

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SLM500四激光束係統

    EOSM400配備了四台400W的激光器,每台激光器負責250×250mm的構建區域(有50mm重疊),可同時製造4個(ge) 部件,成型尺寸為(wei) 400×400×400mm,比單激光係統生產(chan) 效率提升四倍。而SLMSolutions的SLM500的成型尺寸達500×280×365mm,相比於(yu) 其雙激光係統的SLM280,加工效率提升近90%。    

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M400四激光分區3D打印    

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SLM500大型零件四激光一體(ti) 成型

    提升產(chan) 能效益

    由於(yu) 成型空間的增大,意味著一台設備可以一次完成多台設備的加工任務,這對於(yu) 大型製造商來說可以減少設備的購入數量、降低設備成本、人員維護成本以及設備使用空間成本等。    

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1台M400≈4台M290    

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1台SLM500≈4台SLM125≈2台SLM280

    挑戰

    多激光係統不僅(jin) 意味著可以將零件做大、實現批量製造,裏麵涉及的技術挑戰也有很多。    

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    挑戰1.四激光打印機要求設備配備四套光學係統,四台激光器、振鏡係統協調運行是否順暢、能否保證光束和功率的穩定性,零部件能否實現完美無縫拚接;

    挑戰2.四激光同時運行也意味著可能會(hui) 出現更多的打印問題,熱場是否均勻,一個(ge) 零件出現損壞如何避免影響到其他零件的打印;

    挑戰3.四個(ge) 零件能否具有同樣的性能,能否實現對不同零件采用不同的控製策略;

    挑戰4.由於(yu) 成型空間的增大,打印過程中的煙塵勢必更加難以去除,打印機能否實現一致的過程氣體(ti) 管理。    

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加工中的煙塵問題

    挑戰5.能否實現對粉末床、各種參數的實時檢測,並能做出反饋。

    小結

    當前,設備商或者說大客戶不再滿足於(yu) 小批量製造,擴展打印尺寸、提高打印效率、進一步降低設備購入成本、提高整體(ti) 收益,是大型製造商努力追求的目標。

    多光束已經成為(wei) 粉末床激光成型工藝的新潮流,一要做大型零件,二要實現批量製造。多激光束新型設備的研發無不成為(wei) 設備商競相追逐的焦點。為(wei) 了配合效率的提高,無論尼龍機還是金屬打印機,實現內(nei) 部換缸、自動密閉篩送粉的無間斷生產(chan) 也將作為(wei) 新的技術形式予以體(ti) 現。在多激光束趨勢發展背後,廣泛的監控功能、控製功能以及可靠的打印工藝是確保高流程穩定性和零件質量的關(guan) 鍵。

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