لیزر پودر بستر فیوژن و پرینتر سه بعدی

لیزر پودر بستر فیوژن چگونه کار می کند؟

مانند هر تکنیک در پرینتر سه بعدی، با طراحی یک قطعه با ایجاد مدل سازی سه بعدی با استفاده از نرم افزار CAD آغاز می شود. سپس این قسمت توسط یک برش دهنده به چندین لایه بریده می شود - در این مورد، ضخامت یک لایه معمولاً بین 20 تا 60 میکرون متغیر است.

برای شروع فرآیند چاپ، پرینتر سه بعدی محفظه خود را با گاز بی اثر پر می کند و سپس آن را تا دمای بهینه چاپ گرم می کند. سپس یک لایه نازک پودر بر اساس ضخامت لایه که قبلاً توسط نرم افزار تعریف شده بود، روی پلت فرم ساخت اعمال می شود. لیزر فیبر نوری (200/400 وات) سپس سطح مقطع قطعه را اسکن می کند و ذرات فلز را با هم ذوب می کند. وقتی لایه به پایان رسید، پلت فرم به سمت پایین حرکت می کند و اجازه می دهد یک لایه دیگر از پودر اضافه شود. این روند تا زمانی که قسمت نهایی به دست آید تکرار می شود.

سپس پرینتر سه بعدی باید خنک شود و پودر ذوب نشده از سینی خارج شود تا قسمت چاپ شده را ببیند. این قطعه به لطف پشتیبانی از چاپ به صفحه ساخت متصل می شود. برخلاف فناوری SLS، این پشتیبانی ها توصیه می شوند زیرا پدیده های تاب برداشتن و اعوجاج مشاهده شده در دماهای بالا را کاهش می دهند. آنها معمولاً با روش های برش یا ماشین کاری یا با فرسایش الکتریکی سیم حذف می شوند. قطعات را می توان برای کاهش تنش های پسماند و بهبود خواص مکانیکی عملیات حرارتی کرد. پس پردازش بیشتر می تواند شامل مراحل ماشینکاری CNC و فرآیندهای پرداخت برای ارائه کیفیت بهتر سطح باشد.

مواد و کاربردهای فناوری لیزر پودر بستر فیوژن

همانطور که متوجه شده اید، LPBF از پودرهای فلزی برای طراحی قطعات کم و بیش پیچیده استفاده می کند. مواد فلزی و آلیاژی مانند فولاد ضد زنگ، کبالت کروم، آلومینیوم، تیتانیوم و اینکونل بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از فلزات گرانبها (طلا، پلاتین، نقره) گاهی اوقات استفاده می شود، اما تقریباً منحصراً در بخش جواهرات. استحکام قطعات به‌دست‌آمده با استحکام به‌دست آمده از روش های ریخته گری یا ماشین کاری قابل مقایسه است. LPBF یکی از معدود فناوری های تولید افزودنی است که در تولید استفاده می شود.

بخش های هوافضا، خودرو و پزشکی (به ویژه دندانپزشکی) علاقه زیادی به این فناوری دارند. این پیچیدگی هندسی را ارائه می کند که دستیابی به آن با استفاده از روش های تولید مرسوم و در عین حال کاهش وزن نهایی و تعداد اجزایی که باید با استفاده از تکنیک‌هایی مانند بهینه‌سازی توپولوژی مونتاژ شوند، غیرممکن است. این منجر به زمان تولید کوتاه تر و قطعات سفارشی بسیار مقاوم می شود. اما پرینترهای سه بعدی فلزی و پودرهای فلزی بسیار گران هستند و اجازه ساخت قطعات بسیار بزرگ را نمی دهند.

بازیگران اصلی بازار

یکی از پیشگامان فناوری EOS آلمان با طیف EOS M است که راه حل کامل تولید را برای هر شرکت صنعتی ارائه می دهد. در سال 2013 به دنبال خرید شرکت فرانسوی Phenix Systems که متخصص در توسعه ماشین‌های DMLS است، 3D Systems به این شرکت پیوست. البته شرکت آلمانی SLM Solutions و همچنین Trumpf، Renishaw و شرکت ایتالیایی Sisma چند بازیگر مهم هستند.