Аддитивное производство, иначе известное как 3D-печать или быстрое прототипирование, представляет собой процесс построения трехмерного объекта из модели автоматизированного проектирования (CAD). Слой за слоем осаждается материал, и это работает независимо от материала, формы и размера.
Эта процедура является технологическим достижением, которое преобразует подход к промышленному производству, поддерживая конструкцию более легких и прочных деталей. Аддитивное производство также может использоваться для покрытия и ремонта деталей с высокими требованиями к материалам.
Нет никаких ограничений, когда дело доходит до дизайна. Функции, которые не практичны при использовании обычного производства, могут быть достигнуты с помощью аддитивного производства.
Аддитивное производство также имеет множество преимуществ, помогая сформировать лучшие перспективы для обрабатывающей промышленности.
Устойчивость и настраиваемость также являются некоторыми преимуществами аддитивного производства. Количество материала, используемого для изготовления объектов, очень специфично, поскольку объекты производятся точно, что практически не приводит к потере материала.
Аддитивное производство также создает продукты, которые легко настраиваются и могут быть персонализированы в соответствии с потребностями с гибкостью.
Таким образом, это перспективная технология, позволяющая создавать сложные геометрические объекты с меньшими физическими помехами и высокой эффективностью материала.
Лазерная сварка в аддитивном производстве
Процесс аддитивного производства также обычно выполняется системой, известной как система лазерной сварки.
Поскольку применение источника тепла для изготовления металлических деталей с использованием аддитивного производства становится все более распространенным, лазерная сварка оказывается идеальным инструментом для этого. Сырье в виде порошка или проволоки расплавляется или спекается с использованием концентрированного источника тепла для изготовления деталей.
Порошковые системы являются более распространенными, чем проволочные системы, и чаще используются в промышленности. Первый также обеспечивает более высокую геометрическую точность, но более низкие скорости осаждения по сравнению с последним.
Аддитивное производство с использованием лазерной сварки можно разделить на две технологии – лазерное осаждение металла и лазерное сплавление металла. Лазерное осаждение металла работает путем осаждения металлического порошка через сопло и использования лазера для создания сварочной ванны на поверхности, смесь обоих результатов в структурах после охлаждения.
В то время как лазерное плавление металла создает продукт слой за слоем в порошковом слое, поскольку лазер плавит металлический порошок в положениях, указанных моделью CAD. Подробнее про импульсную лазерную сварку читайте на страницах нашего специализированного сайта.
Плюсы и минусы аддитивного производства с использованием лазерной сварки
Преимущества использования лазерного сварочного оборудования для аддитивного производства заключаются в том, что спрос на индивидуальные компоненты снижается, а система также отличается гибкостью и модульностью конструкции. Однако основные проблемы, связанные с ней, связаны с управлением системой и автоматизацией работы.
До сих пор попытки осаждения проволоки в послойной структуре по-прежнему представляют собой нестабильную и трудную в обращении процедуру. Это требует, чтобы система управления была более стабильной в поддержании правильной скорости подачи проволоки, правильной интенсивности лазера и правильного позиционирования головки на поверхности.
Стабильный поток исходного материала к поверхности желателен для обеспечения плавного плавления материала и образования равномерного пути при затвердевании.
Итак, теперь, когда мы представили, как лазерная сварка может быть использована для аддитивного производства, читайте дальше, чтобы узнать больше о том, что такое лазерная сварка, а также о продуктах, которые мы предлагаем.
Что такое лазерная сварка
Лазерная сварка-это процесс соединения металла или термопластов вместе с помощью лазерного луча. Луч обеспечивает концентрированный источник тепла в определенных точках, который заставляет материал наполнителя плавиться и плавиться на поверхности. После охлаждения между двумя секциями образуется прочный сварной шов.
Как уже упоминалось, общие типы исходного материала включают подачу порошка и подачу проволоки.
Подача порошка использует порошкообразный металлический сплав, который доставляется непосредственно из обрабатывающей головки в фокальную точку пути луча. Затем порошок разжижается в положении из-за высокой тепловой энергии и образует небольшую лужу расплавленного материала (наполнителя).
Когда наполнитель охлаждается, образуется соединение, и избыточный порошок отводится для повторного использования системой всасывания, которая поставляется вместе с машиной.
Подача проволоки работает аналогично, используя проволоку из металлического сплава вместо порошка. Проволока направляется в точку взаимодействия между лазерным лучом и поверхностью. Аналогично, проволока плавится от высокой температуры и образует соединение.
Помимо типа используемого материала, решающее значение имеет и положение, в котором он размещен. Существует два типа конфигурации для ее позиционирования: хвостовая подача и ведущая подача.
Задняя подача относится к тому, когда присадочный материал помещается за лазерным лучом, где расплавленная ванна уже полностью развита, в то время как ведущая подача-это когда присадочный материал расположен перед лазерным лучом и подается в передний край сварочной ванны.
Стандартной практикой является подача материала спереди, так как задняя подача приводит к неполному смешиванию материала с уже разработанным бассейном.
Угол, под которым подается материал, также играет жизненно важную роль в обеспечении успешного построения сварного шва. Обычной практикой было бы подавать его под углом 45° от вертикали, однако также можно использовать углы от 30° до 60°.
Углы меньше 30° заставят материал перекрываться с большим участком лазерного луча, что, в свою очередь, заставляет материал плавиться и испаряться без объединения с бассейном, в то время как углы выше 60° затрудняют позиционирование проволоки с осевой линией луча.
Таким образом, 45° помогает упростить возможные осложнения.