3D金属印刷中的当前挑战

制造准备水平(MRL)

(MRL)-制造就绪水平(MRL)是美国国防部(DOD)开发的一个度量系统,用于评估其供应商的制造就绪成熟度。制造商使用这个测量系统来确定新产品开发的生产准备阶段。测量系统使用从MRL1到MRL10的量表。根据许多行业专家的报告,目前的金属打印系统生产的金属打印原型部件范围从MRL4-MRL6,用于FDA就乘客和患者安全进行评估的应用。一旦制造统计数据满足MRL10的要求,金属打印部件就准备投入生产。

当前一代系统 - 问题MRL5而不是MRL10

有经验的金属印刷公司平均MRL5
为不稳定的系统过程构建案例
•激光不呈188金宝搏登录现一个可预测的,均匀的照明在整个粉末床
Galvo扫描头创造了无限数量的反射率和波束光斑大小的问题
•188金宝搏登录激光参数无法处理金属的固有特性
•在系统的设计中不考虑金属打印部分规范
•金属粉末规范不涉及氧化物含量或球体尺寸范围
没有一种方法可以稳定单位对单位的广泛变化
今天的金属印刷零件要在正态分布控制范围内。
“制造准备水平(MRL)是由联合国开发的10步测量系统
美国国防部(DoD)将评估制造就绪的成熟度。”
(来源:维基百科)

金属印刷行业专家近日发表评论

引用自金属AM: 2016年春季版

“尽管金属增材制造技术前景光明,但质量、工艺可靠性和速度不稳定,目前阻碍了行业增长,并影响了新应用的成本效益。”

“在质量方面,对于航空航天和汽车等关键金属部件的AM,在不同的运行、不同的机器和不同的时间内仍然呈现出变化。”

“许多制造商公开说,他们看到金属am制造的零件存在三个基本限制; CONSITENT质量,工艺可靠性和部件强度”

摘自劳伦斯利弗莫尔国家实验室

“通过激光粉床融合添加剂制造的金属部件的生产呈指数增长。188金宝搏登录然而,这种技术从生产原型的转变为产生关键部位的产生受到缺乏对部分质量的信心。“

“生产起来的金属有可能与其铸造和锻造的结构不同的结构,属性和性能。这些包括:密度,残余应力,机械行为,非平衡,微观结构和晶体纹理。

扫描策略会影响工件的密度、力学性能和残余应力等性能。残余应力是激光增材制造零件需要优化的重要材料响应之一。188金宝搏登录一个零件可以在公差范围内制造,只有残余应力引起的扭曲,使该零件超出公差时,从构建板。残余应力也会导致部件与支撑结构的连接失效。

与粉床正交

消除反射率和梁点伸长率

结合DDMS技术和公司专有的LaserComb™光束整形技术,多千瓦激光器正交于构建板,显著减少单位到单位金属打印部件的变化。188金宝搏登录该粉末床呈现一个可预测的均匀照明跨越构建板与一个数量级的降低反射率与优越的光束光点质量。

当前金属印刷系统使用一个检流计扫描头是公认的一个关键组件,导致一个不稳定的系统进程创造条件为不可预知的变化部分质量激光束不断集中,不可估量的反射率变化&能量密度分布,188金宝搏登录以及连续的束斑退化。

188金宝搏登录穿过粉末床的激光照射

目前的产生系统使用激光设计的快速切割金属,这两者188金宝搏登录
目标区域过热和过热。能量密度分布是高斯分布
形状对粉末床进行到a
不均匀的激光照明。188金宝搏登录

188金宝搏登录LaserComb™技术

本公司将根据所需请求自行决定提供信息。

直接驱动运动系统技术

无限制的构建板技术

直接驱动运动系统(DDMS)技术是一个自动化的平台,可以传输多千瓦的激光,将金属印刷应用尺寸扩大到1.5米x 3.0米。188金宝搏登录这是一种低摩擦磁基运动系统,激光悬浮在与制造板正交的动力床上,显著减少了与使用Galvo扫描头相关188金宝搏登录的单位到单位金属打印部件的变化。采用先进的全密封编码器,激光定位精度在5μm以内。188金宝搏登录

检流计

“Galvo扫描头最初是为了娱乐目的而在墙上绘制图案或图像,后来被用于固定位置、基于激光的减法材料处理系统,使激光束偏转到更大的表面区域,以去除金属。188金宝搏登录这项技术是对金属调幅的单位对单位变化的最大贡献之一。”

激光下的金属加工188金宝搏登录

一个被严守的秘密

188金宝搏登录188bet金宝搏手机版登入备用激光光子学最大的资产,在三维金属AM方面,是我们的金属激光加工IP研发库和材料产权资源数据库。Fonon的科学家采用了一种自下而上的方法,将激光加工参数与给定金属的物理特性相匹配,该方法考虑了每种材料的独特188金宝搏登录熔点、膨胀系数和密度。金属粉末的温度均匀地升高到材料的固-液过渡状态,然后缓慢升高到熔点以上。当固体过渡到液态时,材料就像一面镜子,在材料的反射率系数中引入了破坏性的变化。BTS针对这些关键的过渡点,基于专利激光工艺,最初开发的焊接石英结构,没有退化的光学质量。188金宝搏登录

为了提高零件的质量,激光器的加工速度必须符合每种金属类型的加工特性,包括过渡温度、比波长反射率(吸收)、粘度188金宝搏登录、密度和导热系数。通过物理、数学分析和真实的文字经验,该公司已经积累了一个全面的金属库,处理每种金属粉末的独特性能,优化其在激光处理下的行为。188金宝搏登录加工速度是基于每种金属类型的特性,确保材料以理想的热膨胀/收缩速率过渡到液态和离开液态。

http://patents.justia.com/patent/20030196994

http://patents.justia.com/inventor/dmitri-nikitin

金属粉甲式

筛选氧化物含量/分选以减少Δ球形尺寸

在相同的激光加工条件下,与大尺188金宝搏登录寸的球体相比,小尺寸的球体以不同的速度加工,在构建板和/或未熔化材料的区域产生不可预测的热点。根据LLNL,“金属增材制造工艺的一个重要组成部分是金属粉末对激光的吸收和吸收能量的空间分布。188金宝搏登录吸收取决于粉末材料、颗粒大小分布、颗粒的空间分布以及激光束的大小和轮廓。”188金宝搏登录Fonon的专有粉末配方首先筛选氧化物含量,以满足零件密度的要求。然后将粉末分拣成许多相似大小的球体,提高了加工的一致性,为构建板提供了更好质量的原材料,从而减少了单位对单位的变化。

3 d打印软件

3D打印软件FIBER SCAN FUSION 3D™具有多语言支持。LPC 3DF系统需要使用商业上可用的文件准备软件。必要的软件应该具有从3D CAD模型创建2D切片并将这些切片导出到PLT、DXF或BMP格式的单个文件的功能。

设计咨询

从标准模型到定制的3D打印系统,我们直接与客户咨询,优化每个3D打印机,以满足其独特要求,针对专门设计,零件和其他独特应用的最大性能。

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