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Additec激光金属沉积(LMD)技术:同时使用金属粉末和金属丝

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-12-30 9:48:07 * 浏览: 1
2019年1月,南极熊报道了美国金属3D打印设备制造商Additec推出的台式机级金属3D打印机μprinter。下面,南极熊将对该公司的激光金属沉积(LMD)技术进行更详细的介绍。工艺概述:激光金属沉积(LMD)是一种焊接工艺,它将材料引入由高功率激光产生的熔池中并进行焊接形成。 LMD属于定向能量沉积(DED)过程的范畴。通常,引入的填充材料是粉末,该粉末通过围绕激光束的圆锥形环形喷嘴注入。添加的材料形成焊缝,然后涂上底层金属。此工艺用于增加零件耐磨性的覆层应用,将材料添加到磨损零件中的维修应用中,或用于复杂几何形状的自由形式制造(3D打印)中。与其他类型的焊接相比,LMD会导致较小的热影响区,较低的稀释度和较低的零件残余应力。 Additec的WireLMD-WP(焊丝粉末)工艺以相同的方式工作,但是我们使用多个光纤耦合二极管激光源,而不是使激光束穿过沉积头的中心,而沉积头的中心周围均匀分布头部。这释放了固体填充材料的中心路径,并允许对普通MIG焊丝进行单向处理。在金属丝孔周围,我们的沉积头还具有锥形粉末喷嘴。这样,与传统的激光熔覆头相比,不会损失功能。另外,金属丝和粉末可以同时沉积,以形成两种成分的新合金。焊丝沉积:在当今行业中,粉末LMD比焊丝沉积更常见,因为使用单个高功率激光源更容易实现粉末沉积。但是,加工粉末有许多缺点:粉末比金属丝贵得多,这是有问题的,因为LMD通常用于制造使用大量材料的中型到大型零件。另外,并非所有通过喷嘴喷射的粉末实际上都被捕获在熔池中。对于自由形式的制造,粉末的实际利用率在20-80%的范围内,并且很大程度上取决于某些细度和工艺参数。从材料成本的角度来看,这是一个问题,也是工程的角度。将粉末沉积头重新安装到未专门为其设计的任何加工过程中,都会导致严重磨损。此外,用户需要处理未使用的粉末,粉末材料可能会危害健康。相比之下,线材的利用率为100%,线材的原料没有任何危险。沉积的粉末:尽管我们完全同意打印导线的方式,但在某些应用中,粉末仍然更适合:将材料添加到高度不规则的表面上时,如果对某些零件进行涂层或维修,则喷嘴可能会无法使用。粉将是一个更好的选择。尽管许多合金可以用作导线,但是某些更特殊的材料可能仅以粉末形式提供。支持粉末沉积功能的另一个原因是,在我们的数字合金沉积头中,可以在整个沉积过程中以不同比例混合两种或多种材料。有趣的中间基础是粉末和金属丝的数字合金化,这在目前只能在我们的沉积系统上实现。导线打印分辨率:即使使用导线,Additec沉积系统的打印分辨率也非常出色。实际上,根据工艺参数,甚至可以使粉末打印质量与金属丝相匹配。当以高分辨率打印时,轨道宽度约为线径的1.5倍,或者在快速打印时,轨道宽度约为线径的2.5倍。层高可以在0.3x到0.5x线径之间设置。我们默认支持0.6到1mm的线径。可根据要求提供不同尺寸的喷嘴。即使横截面很小,也可以打印非常高的纵横比的组件。请参见下面的小棒状样品(宽12毫米,高450毫米)。除了通过线沉积获得的高质量外,与粉末沉积相比,它还可以产生与悬垂有关的更复杂的几何形状。由于高冷却速度,可靠可以实现桥接,并且材料实际上沉积在空中。这是设计中的新自由度,允许生产更高性能的封闭形状和更有效的保形冷却通道。