Одной из главных проблем аддитивного производства из металла на базе технологии L-PBF (SLM) является скорость печати. Особенно это становится актуально для установок с большой областью печати, где решением является установка большого количества лазеров и увеличение их мощности до 500 или 1000Вт. В некоторых моделях количество лазеров может доходить до 64(!). Но, кроме увеличения стоимости оборудования до очень больших цифр, решение с увеличением количества лазеров порождает и серьезные сложности с калибровкой подобных широкоформатных 3D-принтеров а также необходимость решения проблематики сохранения качества печати в зонах пересечения лазеров. Учитывая, что основными потребителями подобных широкоформатных 3D-принтеров являются предприятия авиационной и космической отраслей, 3D-печать является оправданным решением, несмотря на высокую стоимость и сложность эксплуатации подобного оборудования.
Проблематика скорости производства актуальна не только для широкоформатных машин, но и для машин со средним размером области построения – 300–450 мм. Частично вопрос скорости и в этом сегменте оборудования решается установкой нескольких лазеров, но формфактор установок и здравый смысл не позволяют использовать более 4 лазеров в принтере. При этом скорость печати изделий 3D-принтере c 4 лазерами всё равно будет существенно ниже чем при использовании традиционных технологий производства, что ограничивает применение 3D печати.
Как выйти на новый уровень скорости аддитивного производства и усилить конкуренцию традиционным технологиям? Компания LiM-Laser нашла решение и представила обновленную модель 3D принтера LiM-X400М оснащенную двумя лазерами мощностью 3000(!) Вт.
 |
|
|
Рис-1. Устройство LiM-X400M с лазерами 3000 Вт на выставке TCT |
Применение многомодовых лазеров* мощностью 3000 Вт позволило увеличить толщину слоя печати до 400 мкм и достичь увеличения скорости формовки более чем в 5 раз с 0,3 до 1,7 кг/ч.
|
Рис-3. Микроструктура — поперечное сечение |
|
|
Рис-4 . Микроструктура — продольное сечение |
|
*Многомодовый лазер — это лазер, который одновременно генерирует два или более мод излучения. По сравнению с одномодовым лазером он имеет больший размер пятна и угол расхождения, но имеет более высокую мощность. |
Обновленный LiM-Laser LiM-X400M может работать в двух режимах печати с разной мощностью используя многомодовый режим 3000Вт и одномодовый режим с мощностью 500Вт, что позволяет не только печатать с большей толщиной слоя для быстрого изготовления крупных заготовок с увеличенным припуском на постобработку, но и выполнять печать с обычной толщиной слоя 50-100 мкм для создания сложных структур и деталей с более гладкой поверхностью. Таким образом, один 3D-принтер X400М с многомодовым лазером способен удовлетворить потребности заказчиков при решении различных задач, связанных с 3D-печатью.
 |
|
|
Рис-2. Пример печати пресс-формы на установке LiM-X400 с лазерами мощностью 3000 Вт |
На примере печати изделия из инструментальной стали 18Ni300 (MS1, 1.2709, M300) приведенном на Рис-2 можно, производителем получены следующие результаты:
- Одномодовый режим 500 Вт: ~240 минут
- Многомодовый режим 3000 Вт: ~40 минут.
Исследование микроструктуры изделий напечатанных с помощью лазера увеличенной мощности показало, что плотность деталей соответствует установленным нормам, структура металла равномерная (см. Рис-3, 4).
Почему 3D-печать выгодна для создания пресс-форм?
Использование традиционных методов механической обработки для создания крупных пресс-форм сопряжено с существенными временными затратами, особенно при формировании внутренних каналов сложной геометрии, что делает процесс крайне трудоемким. Применение современных мощных установок для металлической 3D-печати с увеличенной толщиной слоя позволит изготавливать такие пресс-формы быстро и эффективно в рамках одного этапа, что значительно сокращает сроки производства и снижает себестоимость изделий.
Настройка под задачи
Оборудование серии LiM-X отличается высокой гибкостью в настройке и легко адаптируется под разнообразные производственные задачи. При оформлении заказа клиенты имеют возможность выбрать мощность лазера, их количество, а также другие ключевые параметры. Для профессионального подбора оборудования LiM-Laser и оптимизации его конфигурации вы можете обратиться к экспертам компании i3D, которая является официальным дистрибьютором LiM-Laser на территории России.