» 3DPE » فناوری ذوب لیزری انتخابی SLM (همجوشی لیزری بستر پودر LPBF) چیست؟
پرینت سه بعدی فلزی slm چیست

فناوری ذوب لیزری انتخابی SLM (همجوشی لیزری بستر پودر LPBF) چیست؟

ذوب انتخابی لیزر (SLM) برترین فناوری پرینت سه بعدی فلزیست که انقلابی در تولید قطعات صنعتی ایجاد کرده است، اما این تکنیک چگونه کار می کند و کدام شرکت‌ها، دستگاههای آنرا را در جهان بفروش میرسانند. اکثر چاپگرهای فلزی از فناوری تابش لیزر استفاده می کنند که متریال پودر فلز را مذاب و سخت می‌کند. در واقع، این روش بیش از 80 درصد بازار پرینترهای سه بعدی فلزی را به خود اختصاص داده است و ده‌ها سازنده در سراسر جهان ماشین‌هایی را در طیف وسیعی از اندازه‌ها با ویژگی‌های متفاوت ارائه می‌دهند.

تاریخچه و علت تنوع نامهای مشابه SLM یا LPBF

قدرت فناوری فلزی SLM ممکن است در ابتدا آشکار نباشد زیرا اصطلاحات مختلفی در صنعت برای اشاره به این تکنولوژی وجود دارد: جدای از SLM، جوش مستقیم لیزری فلزات (direct metal laser sintering:DMLS)، ذوب لیزری مستقیم فلزات (direct metal laser melting:DMLM)، همجوشی فلز لیزری (laser metal fusion:LMF)، لایه برداری لیزری (laser cusing) و همجوشی لیزر بستر پودری (laser powder bed fusion:LPBF) از جمله موارد دیگر هستند.

نکته: در برخی منابع رسمی، اسامی DMD و DLD را جزء زیر شاخه‌های روش پرینت فلزی رسوب مستقیم انرژی (DED) طبقه بندی نموده و آنرا مرتبط با LPBF نمیدانند.

چنین تعدد عناوینی، یک سوال ایجاد می‌کند: واقعا تفاوت بین آنها چیست؟ شاید تعجب کنید که بدانید هیچ تفاوتی وجود ندارد و همگی یک عملکرد واحد دارند!

مخترعان پرینت سه بعدی فلزی
Wilhelm Meiners, Kurt Wissenbach, Andres Gasser : مخترعان فناوری چاپ سه بعدی بستر پودر فلزی لیزری SLM/LPBF (از چپ به راست)

برای دریافت کلمه قطعی در مورد فناوری پرینت لیزری فلز، وبسایت مرجع All3DP به یکی از مخترعان فرآیند چاپ فلزی، آقایWilhelm Meiners مراجعه کرد. کمی بیش از 20 سال پیش، ماینرز و همکارانش؛ کورت ویسنباخ و آندرس گاسر، این فناوری را حین کار در موسسه Fraunhofer، بزرگترین سازمان تحقیقات علمی کاربردی آلمان، توسعه دادند و به ثبت رساندند (اولین الگوی LPBF در انستیتو ILT فرانهوفر آلمان و در سال 1995 طراحی شد). این تکنولوژی در دهه اول قرن بیست و یکم، توسط کمپانی F&S با همکاری MCP HEK GmbH (که بعدها بنام SLM Solutions GmbH تغییر برند داد) توسعه بیشتری پیدا کرد.

wileyindustrynews.com/en/news/25-years-metallic-3d-laser-printing

 به گفته ماینرز، نام رسمی این فناوری، همجوشی بستر پودر لیزری یا LPBF است. او می‌گوید: «شکی نیست که هر کمپانی در طول این چند سال، طیف مواد بهبود یافته‌تری را برای این تکنیک توسعه داده ولی تنوع نام‌های فرآیند LPBF بیشتر به دلایل تاریخی است؛ در سال‌های اولیه، هر تامین‌کننده ماشین، نام خود را برای همان فرآیند ایجاد و آنرا تا به امروز حفظ ‌کرده است. همه اصطلاحات دیگر به سادگی نامهای تجاری فناوری استاندارد شده‌ای بنام «همجوشی لیزر بر بستر پودر» هستند. مثلا در اوایل تجاری شدن روشDirect Metal Laser Sintering :DMLS هر دو کمپانی صاحب امتیاز DMLS و SLM اجسام را بر اساس تابش لیزر روی بستر پودر میساختند اما اصلیترین تفاوت بین DMLS و SLM آن بود که اولی قطعات را با چند آلیاژ فلزی (ترکیبی) میساخت و دومی معمولا از یک تک عنصر مانند تیتانیوم استفاده می کرد.

EOS، سازنده آلمانی، اصطلاح «همجوشی (پخت) لیزری مستقیم فلز : direct metal laser sintering» را ابداع کرد و هنوز هم از آن استفاده می‌کند؛ شاید این عبارت کمی اشتباه باشد زیرا پودر فلز ذوب شده و زینتر نشده است، اما ممکن است بخاطر ترجمه بین زبانی تغییر کرده باشد. SLM، اصطلاح محبوب‌تر، در واقع یک علامت تجاری است که توسط برند SLM Solutions نگهداری می شود. از سوی دیگر، Concept Laser فرآیند خود را laser cusing نامید، اما زمانیکه GE Additive شرکت را در سال 2016 تصاحب کرد، نام را به ذوب لیزر مستقیم فلزات (DMLM:direct metal laser melting) تغییر داد. برند Trumpf دوست دارد از اصطلاح laser metal fusion : همجوشی فلز لیزری استفاده کند درحالیکه کمپانی 3DSystems از عنوان direct metal printing : چاپ مستقیم فلز استفاده میکند.

چاپ سه بعدی لیزری پودر فلز
هوش مصنوعی گوگل نیز SLM و LPBF را تکنیکی یکسان در نظر می‌گیرد.

اگرچه ما در این مطلب از محبوبترین اصطلاح، ذوب لیزری انتخابی (SLM) هم استفاده خواهیم کرد، اما در اکثر بخشهای این مقاله، با نام رسمی استفاده شده توسط آقای ویلیام ماینرز (مخترع این فناوری) و سازمان استاندارد آمریکا (ASTM) یعنی همان عنوان (LPBF) همجوشی بستر پودر لیزری، پیش خواهیم رفت.

نکته: تکنیکهای بستر پودر پلیمر نایلون لیزری SLS را با پرینت بستر پودر فلزی (SLM) اشتباه نگیرید (اگرچه جدیدا از سال 2022 برای ماشینهای sls برندهای خاص، متریال پودر فلز با روش Cold Metal Fusion فراهم شده است). همچنین روش بستر پودر BinderJet که عمدتا برمبنای پلیمر، سرامیک و … است میتواند فلزی هم باشد ولی در آن لیزر بکار نمیرود و از ماده چسباننده و حرارت استفاده میشود. پرینت فلزی بستر پودری پرتوی الکترونیکی (EBM) نیز داستان دیگری دارد و به لیزر مرتبط نیست.

با وجود این همه اصطلاحات گیج کننده، LPBF (SLM / DMLS) یکی از هیجا‌ن‌انگیزترین فناوریهای چاپ سه بعدی دنیاست و در تمام صنایع برای نمونه‌سازی سریع، قطعات تخصصی با کارایی بالا و تولید قطعات سری محدود با طیف وسیعی از فلزات استفاده می شود. بیایید نگاهی جامع به آن بیندازیم!

پرینت سه بعدی فلزی LPBF یا SLM یا DMLS چگونه کار می کند؟

طرز کار پرینتر3بعدی slm

چاپگرهای سه بعدی LPBF از لیزرهای پرقدرت برای ذوب انتخابی پودر فلز استفاده می کنند. قطعات ذوب شده بصورت لایه به لایه بصورت مولکولی با هم ذوب می شوند تا زمانی که مدل همگن کامل شود.

در فرآیند چند آلیاژی DMLS معمولا از دو فلز با نقطه ذوب متفاوت استفاده می شود و با گرمای لیزر، فلز با نقطه مذاب پایین‌تر ذوب شده و مانند عامل تثبیت‌کننده برای پودر فلز مقاوم‌تر عمل می کند. پس در تکنیکهای LPBF اپراتور چاپگر میتواند از مواد فلزی “خالص” استفاده کند یا ترکیب آلیاژها بکار برود.

رایج‌ترین متریال‌های فلزی برای فرآیند LPBF

انواع متریال پودر فلز slm

دهها نوع پودر آلیاژ برای پرینت SLM (DMLS) قابل استفاده هستند ولی مهمترین آنها عبارتند از:

  • پودر فلزات ترکیبی (چند آلیاژی)
  • پودر آلومینیوم
  • پودر کبالت کروم
  • پودر مس
  • پودر فلز برنج
  • پودر نیکل (اینکونل)
  • پودر فولاد ضد زنگ: SS17-4 یا Alloy 17-4-PH-Stainless Steel
  • پودر فولاد ضد زنگ: SS15-5 یا Alloy 15-5-PH STAINLESS STEEL – AMS 5659
  • پودر فولاد ابزاری
  • پودر تیتانیوم Ti6Al4V : titanium 90%-aluminium 6%-vanadium 4%
  • Hastelloy X Alloy : nickel-chromium-iron-molybdenum یا UNS-N06002(W86002)
  • پودر فلزات گرانبها (طلا، نقره …)

LPBF مانند جوش لیزر انتخابی SLS است (یعنی مشابه چاپ لیزری پودر پلیمرهاست) و از منظر تئوریک باید بدون نیاز به ساختار تکیه‌گاهی (پشتیبانی یا ساپورت) باشد چون پودر بسته بندی شده روی بستر چاپ از مدل در طول فرآیند حمایت میکند؛ با این حال، به دلیل شیب حرارتی بسیار بالاتر فلز (نسبت به پودر پلیمر) بین قسمت مذاب و پودر اطراف، تنش‌ها می‌توانند باعث تاب خوردگی و اعوجاج شود. بنابراین اغلب به حد کمی سازه‌های تکیه‌گاهی برای دفع گرما از مناطق بحرانی و تثبیت قطعه بطور ایمن روی صفحه ساخت نیاز دارید. یک قانون کلی آنست که برآمدگی‌ها یا سازه‌های توخالی با زاویه بین 10 تا 45 درجه باید با ساختارهای موقت پشتیبانی (تکیه‌گاه) مدیریت شوند.

مراحل فرآیند SLM / LPBF

مراحل پرینت سه بعدی فلزی slm

فرض کنید مدل سه بعدی در نرم افزار واسط چاپگر به هزاران لایه تصویر افقی برش خورده و هر لایه تصویر هم معرف یک بخش از هندسه قطعه است.

چاپگر LPBF پودر مواد اولیه فلزی را در خود جای میدهد. سپس پودر را به داخل محفظه‌ای محصور از گاز بی اثر فشار می دهد: یعنی یک تیغه روکش‌دار یا غلتک، لایه نازک پودر را در سطح زیرلایه و صفحه بستر پخش می کند.

اکنون محفظه ساخت با گاز بی اثر نیتروژن یا آرگون کاملا اشباع شده است.

در مرحله بعد، لیزر پرقدرت با تابش و ذوب انتخابی مواد پودر شده، یک برش دو بعدی از قطعه را جوش میدهد (تکمیل یک لایه تصویر برش خورده از مدل سه بعدی). سپس صفحه ساخت به اندازه یک لایه کوچک دیگر پایین می آید و پوشش دهنده، لایه دیگری از پودر تازه را در سراسر سطح پخش می کند. چاپگر این مراحل را تا زمانیکه کل قطعه فیزیکی تمام شده را داشته باشید (یعنی تکمیل کل لایه تصویرهای مدل سه بعدی)، تکرار می کند.

چاپ سه بعدی فلزی

برخی از چاپگرهای بستر پودر فلز دارای پوشش‌های دو طرفه هستند که می‌توانند پودر را روی تخت فشار دهند و در هر دو طرف حرکت کنند و فرآیند پوشش را تا 40 درصد افزایش دهند. راه دیگری که تولید کنندگان LPBF چاپ را سریعتر می کنند، استفاده از لیزرهای قوی‌تر یا چندین لیزر همزمان است.

یک چاپگر کوچک و فشرده LPBF ممکن است یک لیزر 30 واتی داشته باشد. همانطور که ماشین‌ها بزرگتر می‌شوند، می‌توانند شروع به ترکیب لیزرهای قوی‌تر یا چندین لیزر در یک آرایه کنند. بعنوان مثال، AddUp FormUp 350 دارای چهار لیزر 500 واتی است، درحالیکه SLM Solutions NXG XII 600 در مجموع از 12 لیزر استفاده می‌کند که هر کدام 1000 وات توان دارند!

افزایش قدرت یا تعداد لیزرها به این معنی است که چاپگر می تواند پودر فلز را بطور موثرتری ذوب کند و مستقیماً منجر به نرخ ساخت سریعتر و افزایش توان عملیاتی و معمولاً برچسب قیمت بالاتر می شود. بعنوان مثال، SLM Solutions ادعا می‌کند که محصول NXG XII 600 می‌تواند 20 برابر سریع‌تر از سیستم‌های تک لیزری و سرعت ساخت تا 1000 سانتی‌متر مکعب در ساعت را ارائه دهد.

نمونه کار چاپ فلزی slm
در سال 2022، شرکت 3D Systems دو متریال فلز جدید را به مجموعه خود اضافه کرد: آلیاژ نیکل HX و آلیاژ مس CuCr2.4 (منبع: 3D Systems)

بسته به هدف کاری شما، هنگام در نظر گرفتن یک چاپگر سه بعدی LPBF، به سطح قدرت لیزر، قطر پرتو لیزر، سرعت اسکن، ضخامت لایه احتمالی (از 20 تا 120 میکرومتر)، استراتژی اسکن، نگاه کنید. همچنین استراتژی خنک‌سازی و سایر ویژگی‌هایی که برندهای مختلف و مدل‌های مختلف درون برندها را متمایز می‌کند.

اجزای پرینتر سه بعدی فلزی
بخشهای مختلف پرینتر سه بعدی فلزی شرکت آلمانی ONEClickMetal سری محصول BoldSeries

فرآیند چاپ LPBF در یک فضای کنترل شده در داخل دستگاه اتفاق می افتد، بدین معنی که گاز بی اثر (نیتروژن یا آرگون) محفظه ساخت را پر می کند.

هنگامی که قطعه ساخته شد، پس از خنک شدن می توان آنرا از دستگاه خارج کرد. قطعات بزرگ ممکن است مدت نسبتا زیادی طول بکشد تا خنک شوند، قبل از اینکه امکان جابجایی وجود داشته باشد. پودر فلزی که ذوب نشده، جمع آوری شده و برای پروژه‌های LPBF بعدی مورد استفاده قرار می گیرد. قطعات چاپ شده در ابتدا به صفحه ساخت متصل هستند که معمولاً با برش، فرز، ماشین کاری یا با فرسایش سیم از آن جدا می شوند.

اگر قطعه به بافت تکیه‌گاهی نیاز داشت، در مرحله بعد باید آنها را نیز حذف کنید. متاسفانه از آنجاییکه چاپگرهای LPBF از مواد ساپورتینگ متمایز استفاده نمی کنند، میتواند یک فرآیند دشوار و زمان بر باشد.

سطح قطعات پرینت فلزی slm کمی زمخت است و بسته به نیاز شما، ممکن است برای دستیابی به یک نتیجه صاف و براق نیاز به پس پردازش (ماشینکاری) داشته باشد (همچنین برای دستیابی به تلورانس‌های سخت‌تر و تکمیل ویژگی‌ها، سطوح و سوراخ‌ها).

مبانی فرآیند چاپ سه بعدی متریال پودر فلز  SLM (LPBF)

Selective Laser Melting یا ذوب انتخابی لیزر، یک روش تولید لایه افزایشی (Additive Manufacturing) است که بصورت اختصاصی، برای چاپ آلیاژهای فلزی توسعه یافته است. در روش SLM از لیزر برای ذوب کامل پودر فلز استفاده می شود تا قطعه ای همگن تولید شود (باعث می شود که قطعه تولیدی دارای یک نقطه ذوب مشخص باشد).

ساپورت گذاری چاپ فلزی lpbf

برخلاف  SLS (تکنیک لیزری متریال پودر پلیمر)، در فرآیندهای SLM استفاده از ساختارهای ساپورت لازم است تا از احتمال بروز هرگونه اشکال جلوگیری شود (با وجود این واقعیت تئوریک که پودرهای فلزی اطراف جسم، بصورت فیزیکی نقش ساپورت را نیز بازی می کنند).

اورهنگ پرینت سه بعدی slm

به دلیل وجود درجه حرارت بالا، اجسامی که به روش DMLS / SLM / LPBF تولید می شوند، در خطر پیچش و انحراف فشار لایه‌های پرینت قرار دارند. به همین سبب، معمولا پس از پایان چاپ و درحالیکه قطعات روی بستر چاپ قرار دارند آنها را با حرارت پرداخت میکنند تا هرگونه فشار احتمالی پس از پرینت از روی آنها برداشته شود.

 

LPBF در مقابل تولید سنتی

LPBF مانند هر تکنولوژی دارای نقاط قوت و ضعف است؛ مزایا و معایب تولید یک قطعه از طریق LPBF عبارتند از:

مزایای پرینت3بعدی فلزی lpbf

مزایا SLM:

فرآیند SLM یک تکنیک صنعتی برای شرکتهایی است که می خواهند قطعات فلزی خود را بمنظور نمونه سازی با کیفیت بالا، شخصا تولید کنند، بسیار پرسود و مناسب است. با این روش می توان طراحهای پیچیده و جزئیات بالا را نیز تولید کرد که با توجه به محدودیتهای فرآیندهای قدیمی امکان پذیر نبوند. برای مثال، SLM می تواند اجزا چندگانه (مانند چفت و بست یا پایه ها) را ادغام کند و یک جسم واحد بسازد. این کار باعث کمتر شدن هزینه و زمان برای مونتاژ می شود. همچنین با SLM می توان اجسامی با دیواره نازک و هندسه داخلی پیچیده ساخت، به این معنی که امکان تولید طراحی های سبک وزن نیز وجود دارد. سفارشی سازی و سرعت در تحویل نیز از مزایای دیگر این تکنولوژی محسوب می شوند.

  • امکان استفاده از طیف وسیعی فلزات موجود
  • توانایی تحقق اشکال پیچیده یا ساختارهای داخلی، گاهی بدون تکیه گاه
  • امکان پرینت قطعات کاملا توپر و مستحکم
  • جایگزین ایده‌آل سری‌سازی کم تعداد قطعات فلزی بجای روشهای زمانبر سنتی
  • کاهش زمان کل تحویل قطعات، بدلیل عدم نیاز به ابزارسازی جانبی
  • یکپارچه‌سازی قطعات، به اپراتورها اجازه می دهد تا قطعات چند جزئی را بصورت یکجا ایجاد کنند
  • کاهش ضایعات، به دلیل تولید لایه افزایشی و امکان بازیافت پودر
  • امکان کاهش زمان انبارداری موجودی ثابت به دلیل تولید سریع بر حسب تقاضا

محدودیتهای SLM:

همانطور که در بالا گفتیم، در روش SLM معمولا از ساپورت (تکیه‌گاه) نه تنها برای تقویت بخشها و زاویه‌ها استفاده می شود بلکه برای ایجاد چسبندگی بیشتر به بستر نیز بکار گرفته می شوند. بافت تکیه‌گاه از همان مواد پرینت قطعه خواهد بود، پس کندن این بافت میتواند کمی دشوار و زمان بر باشد و باید با حوصله زیادی انجام شود. هنگامی که قطعات slm را در دست می گیرید، متوجه می شوید که قطعات خام ناهموار هستند و بسته به برنامه ای که می خواهید از آنها استفاده کنید، به عملیات پردازش ثانویه نیاز دارند؛ با دستگاههای پرداخت و پولیش مختلف مانند فرزکاری، فرآیند حرارتی یا تراشکاری (بمنظور دستیابی به بهترین عملکرد). ساختار نگهدارنده اضافی پس از خنک شدن با دست یا ماشینکاری حذف میشوند.

  • بدون سطح تجاری خُرد برای ورود؛ تا زمان نگارش این مطلب قیمت پرینترهای LPBF مطرح دنیا ده‌ها هزار دلارست (البته معدود دستگاههای ساخت ایران قیمت معقول‌تری دارند).
  • الزام فضای کارگاهی بزرگ و کاملا صنعتی با شرایط برق، گاز و ایمنی بالا (خطرات مسمومیت و انفجار)
  • همه شرکتها نمی توانند با چاپگر سه بعدی SLM کار کنند؛ برای اطمینان از کیفیت قطعات پرینتی و تداوم ثبات ماشین SLM، به نیروی کاملا ماهر و آموزش دیده نیاز دارید.
  • هزینه سنگین سالیانه نگهداری و پشتیبانی مشتریان تحمیلی از طرف سازندگان دستگاهها
  • هزینه هر قطعه فلزی می تواند در مقایسه با روش‌های تولید سنتی بالاتر باشد.
  • قطعات به پس پردازش (فرایند ماشینکاری) زمان‌بر نیاز دارند، مانند پودر زدایی، برداشتن بافت تکیه‌گاهی و سنگ زنی سطح
  • اندازه در حال حاضر محدود به یک متر است (معمولا در محور Z ارتفاع – پهنا و عرض X و Yکمتر می‌باشد).
  • لیزر به انرژی زیادی نیاز دارد.

 

پرینت سه بعدی LBPF بهتر است یا روش ریخته گری فلزات؟

قطعه فلزی پرینتر سه بعدی lpbf
فناوری LPBF در تولید قطعات فلزی بسیار پیچیده صنعتی دست برتر را دارد. (منبع: SLM Solutions)

یکی از رایج‌ترین سؤالات در مورد چاپ سه بعدی فلزی آنست که چگونه استحکام و دوام قطعات LPBF با روش‌های سنتی فلزکاری مقایسه می‌شود؟

نیک استوک، مدیر محصول در AddUp، سازنده فرانسوی چاپگرهای سه بعدی فلزی، توضیح می دهد که LPBF می تواند قطعاتی با خواص مکانیکی تقریبا مشابه ریخته‌گری سنتی تولید کند. با این حال، او می افزاید، برخی از ملاحظات وجود دارد:

“تولید سنتی کاهشی است و با یک ماده پایه با خواص مکانیکی شناخته شده از طریق فرآیندهای بسیار کنترل شده و بالغ شروع می شود. ولی در هر فرآیند تولید لایه افزودنی، از جمله LPBF، مواد بطور همزمان با قطعه ساخته می شوند. این فرآیند اساساً متفاوت است و بنابراین معادل نیست.

دونالد گادفری، مدیر توسعه تجارت جهانی برای هوانوردی کمپانی SLM Solutions با این موضوع موافق است. او همچنین توضیح میدهد فرآیند SLM (LPBF) قطعاتی ایجاد می کند که ریزساختارهای کوچکتری نسبت به اجزای فلزی ریخته‌گری دارند و به آنها خواص کششی بالاتری میدهد، اما قطعات ریخته گری در حال حاضر هنوز قوی‌تر هستند.

بطور معمول، فناوری LPBF برای جایگزینی اجزای ریختگی استفاده می‌شود. حتی در موارد منحصربفرد، اجزای چاپ شده می توانند جایگزین آهنگری شوند.

وقتی از آقای ماینرز پرسیدیم که آیا چاپهای حاصل از فرآیند LPBF معادل فرآیندهای تولید سنتی است؛ گفت، بستگی دارد:

“خواص قطعات LPBF میتواند به قطعات تولید شده سنتی برسد یا حتی از آن فراتر رود، اما این به شرایط مختلفی مانند مواد فلزی (فولاد، آلومینیوم، تیتانیوم و غیره)، قدرت وات لیزر، هندسه قطعه، مرحله دوم ماشینکاری (عملیات حرارتی، پرس ایزواستاتیک داغ و غیره) بستگی دارد.” در تقابل با فرآیند تولید سنتی (ریخته‌گری، آهنگری و غیره) و ویژگی قطعه خاص (استحکام در بار استاتیک، خستگی چرخه بالا، کوره حرارتی و غیره).

ماینرز می گوید در پایان، هیچ پاسخ کلی وجود ندارد. “در اکثر موارد، قطعات LPBF دارای خواص یکسانی هستند، اما نه بعنوان یک استاندارد عمومی.”

تصویر واقعی از پرینت سه بعدی فلزی
تصویر واقعی نمای نزدیک از مرحله ذوب لیزری لایه به لایه پودر تیتانیوم در داخل یک چاپگر سه بعدی کمپانی Renishaw

چه کسی امروز از LPBF استفاده میکند؟

امروزه از LPBF تقریباً در همان صنایعی استفاده می شود که در تولید فلزات سنتی رایج است از جمله صنایع هوافضا، خودروسازی، پزشکی، انرژی و ماشین آلات خاص. با تکنیکهای تولید SLM / DMLS / LPBF میتوان قطعات فلزی مفیدی تولید کرد که کاملا کاربردی هستند و بسرعت ساخته میشوند درحالیکه روشهای دیگر قادر به انجام آن نیستند.

آنچه همه این صنایع را بهم متصل می کند نیاز آنها به تولید قطعات فلزی کارآمدتر و با عملکرد بهتر، سریعتر و هزینه کمتر است. اگرچه LPBF بطور گسترده برای تولید سریعتر و ارزانتر قطعات یدکی و جایگزین استفاده می شود، اما نقطه قوت آن در تولید اشکال پیچیده و پیشرفتهای نوآورانه طراحی محصولست که با هیچ روش ساخت فلز دیگری امکان‌پذیر نیست. با LPBF، اجزای چند تکه را میتوان همزمان بر روی یک بستر چاپ کرد؛ محصولات می توانند ساختارهای شبکه ای داخلی داشته باشند تا وزن کمتری داشته یا کانالهای داخلی پیچیده ای داشته باشند که در ماشینکاری سنتی غیرممکن است.

پرینتر متریال فلزی

پرینت سه بعدی فلزی «ال پی بی اف»، بطور کلی، نیاز به نگهداری اقلام ثابت، مشکل حمل و نقل قطعات از فواصل دور را برطرف می‌کند؛ بعلاوه از این جهت که از مواد خام کمتری استفاده می‌کند، فرایندی پایدارتر است.

آلومینیوم، تیتانیوم، فولاد و دیگر آلیاژهای فلزی که در LPBF استفاده می شوند، در مقابل فشار و حرارت مقاومت بالایی داشته و به همین دلیل درخواستهای بسیاری در زمینه های مهندسی مکانیک و مهندسی شیمی برای این تکنولوژی وجود دارد. وزن کمتر، عملکرد بهتر، کاهش هزینه و کارایی ساده‌تر نتایجی هستند که به لطف وجود تکنولوژی همجوشی لیزری بستر پودر فلز بدست آمده اند.

هوافضا و صنایع نظامی مهمترین حوزه‌ای هستند که از این تکنولوژی بهره‌مند میشوند و به همین خاطر کشور ایران در تکنولوژی چاپ فلزی تحریم بین المللی است. خوشبختانه شرکتهای بومی داخل کشورمان، شروع به ساخت دستگاههای «اس ال ام» کرده‌اند. قطعات SLM  در ابزارسازی، تجهیزات، بخشهای موتوری مانند روتور و پروانه، کانالهای خنک کننده و غیره استفاده میشوند. صنایع اتوماتیک، بخشهای تحقیقاتی، مهندسی پزشکی و دندانسازی نیز از استفاده کنندگان معمول این تکنولوژی محسوب میگردند.

با پیشرفت و دستیابی به روشهای جدید تولید فلزی، SLM در زمینه‌های ذکر شده تقویت شده است و در حوزه‌های بیشتری نیز وارد خواهد شد.

بیایید عملا نگاهی به چند نمونه واقعی از کاربرد قطعات فلزی پرینت سه بعدی LPBF بیاندازیم.

قطعه صنعتی ساخته شده از چاپ سه بعدی slm

صنعت هوافضا: ساخت شاسی فرود

Safran Landing Systems و SLM Solutions بمنظور بهبود بخشی از سازه پایه فرود جت شخصی، با یکدیگر کار کردند. به گفته SLM Solutions، اجزای شاسی فرود با ابعاد 455-295-805 میلی‌متر، اولین قطعه یکپارچه LPBF در اندازه خود در دنیاست. از آنجاییکه این قطعه بخشی از سیستمی است که بارها را از چرخ به ساختار هواپیما منتقل می کند، از فلز تیتانیوم ساخته شد. انتخاب این فلز به قطعه خواص مکانیکی قوی داده در حالیکه بدون پوشش اضافی همچنان مقاوم در برابر خوردگی است. این قطعه فلزی با استفاده از دستگاه چهار لیزر SLM 800 چاپ شد. نه تنها این قطعه مقدار 15 درصد سبک‌تر از یک قطعه آهنگری سنتی است، بلکه این فناوری زمان تولید را نیز کاهش داد.

«تولید افزودنی با ارائه سریع قطعات برای آزمایشات فرآیند تحقیق و توسعه، بصرفه جویی در زمان انجام مراحل صلاحیت و گواهینامه کمک میکند. Gerhard Bierleutgeb، مسئول EVP خدمات و راه حل های جهانی در SLM Solutions می گوید: ما توانستیم قطعات اتصالات اصلی صنایع را تنها در چند روز در مقابل چند ماه فرآیند سنتی آهنگری تولید کنیم.

پرینت3بعدی فلزی قطعات آئودی
پرینت سه بعدی قطعات خودرو در آئودی با استفاده از دستگاه فیوژن بستر پودر لیزری شرکت EOS

صنعت خودرو: ابزارسازی

LPBF می تواند در بسیاری از موارد جایگزین روشهای سنتی تولید شود، در عین حال که می تواند ترکیبی هم کار کند. امروزه روش‌های تولید سنتی چندان بمنظور ایجاد بخش‌های ابزاری قطعات ماشین با فرم‌دهی گرم مورد استفاده قرار نمی‌گیرد، به همین دلیل است که آئودی آنها را بطور کامل با روشهای چاپ سه بعدی فلزی جایگزین کرده است.

ماتیاس هرکر، مدیر پروژه مرکز پرینت سه بعدی فلزی آئودی، میگوید: «زمانیکه روش‌های تولید مرسوم به انتهای حد مجاز خود می‌رسند، ما از تولید افزودنی استفاده می‌کنیم که به ما امکان می‌دهد استانداردهای کیفیت را رعایت کنیم و با زمان‌های تولید سنتی مطابقت داشته باشیم.»

آئودی از چاپگر EOS M400 برای تولید قطعات داغ و درج ابزار ریخته گری فشار بالا استفاده می کند. طول هر قطعه می تواند تا 400 میلیمتر و وزن آن تا 120 کیلوگرم باشد.

چاپ LPBF به آئودی این امکان را می دهد که کانالهای خنک کننده بهینه شده با توپولوژی پیچیده ایجاد کند که مطابق با نیازهای اجزای خاص تنظیم شده اند. در نتیجه، این سازنده خودروهای ممتاز توانسته زمان چرخه را کوتاه کند و خنک‌کننده یکنواخت‌تری داشته باشد که کیفیت قطعات حاصل از آنرا بهبود می‌بخشد.

پرینت سه بعدی ایمپلنت
Titanium LPBF-printed lumbar implants : GE Additive

مهندسی پزشکی: ایمپلنت تیتانیوم

گجت‌های فیوژن بین بدنی کمر (قاب حامل ستون فقرات) بطور گسترده برای درمان بیمارانی که از مشکلات کمر رنج می‌برند، مانند بیماری «degenerative disc» استفاده می‌شود.

GE Additive یک قطعه ساخته شده از پودر تیتانیوم LPBF تولید میکند. این شرکت می‌گوید این ایمپلنت ستون فقرات جدید مزایای زیادی نسبت به نسخه‌های ماشین‌کاری شده دارند. به دلیل آزادی طراحی بیشتر در تولید افزودنی، ایمپلنت ستون فقرات را میتوان با پنجره‌های بزرگتر و ساختارهای مشبک سبک‌تر ایجاد کرد که نه تنها هزینه‌های ساخت را کاهش می دهد، بلکه ایمپلنت را موثرتر می‌کند زیرا پزشکان می توانند پیوند استخوان اضافی را در قفس کاشت کنند. همچنین می‌توان ساختارهای متخلخل سفارشی‌سازی‌شده‌ای ایجاد کرد که شبیه استخوان انسان باشد که باعث تقویت بیشتر استخوان میگردد.

ایمپلنت‌ ستون فقرات جدید به هیچ پوششی نیاز ندارد که خطر لایه برداری را کاملاً از بین می برد. آنها همچنین از تیتانیوم ساخته شده‌اند که زیست سازگار است و مهاجرت قفسی و تخریب استخوان را کاهش می دهد.

پرینت سه بعدی فلزی و انرژی هسته ای
قطعه steam distribution block در انرژی هسته ای ساخته شده با پرینتر سه بعدی SLM

انرژی اتمی: بلوک توزیع بخار

Orano، یک شرکت چرخه سوخت هسته‌ای چندملیتی فرانسوی، با زمان‌های طولانی تولید و هزینه‌های بالای قطعات یدکی منسوخ دست و پنجه نرم می‌کرد. در اوایل سال 2021، این شرکت با AddUp همکاری کرد تا امکان سنجی فنی و اقتصادی LPBF را برای عملیات خود ارزیابی کند.

با استفاده از چاپگر FormUp 350، تیم مشترک Orano و AddUp چندین کپی از یک پل انتقال مواد و یک بلوک توزیع بخار ایجاد کردند (از طریق روش‌های سنتی زمانبری طولانی و ریسک‌پذیری بالایی دارد). خوشبختانه قطعات، مقیاس طراحی و مشخصات مکانیکی یکسانی با یدک اصلی داشتند. به لطف استفاده از پودر فولاد ضد زنگ ریز، قطعات پرینتی دقت هندسی و سطح بالایی بویژه در کانالهای داخلی خود پیدا کرده‌اند. علاوه بر این، Orano با هزینه تنها سه قطعه ماشینکاری سنتی، توانست 16 قطعه را ارزانتر پرینت کند.

نتیجه غیرمنتظره است: طراحی مشابه نمونه اصلی، دارای هندسه‌های پیچیده، ویژگیهای مکانیکی یکسان و مهمتر از همه، کاهش 50 درصدی هزینه‌های تولید در مقایسه با ریخته‌گری سنتی. به لطف تولید افزودنی فلز، Orano اکنون دارای یک زنجیره تامین اضافی، چابک، قابل اعتماد و اقتصادی برای قطعات یدکی است.

 

خدمات چاپ سه بعدی فلزی

 

قطعات فلزی خود را بسازید: خدمات پرینت فلز توسط سازندگان قراردادی

اگر آمادگی خرید دستگاه LPBF خود را ندارید، سرویسهای خدمات آنلاین برای ساخت قطعات فلزی شما وجود دارد. بطور کلی، در دو نوع مختلف: شرکتهای خدماتی مستقل چاپ سه بعدی و تولید کنندگان چاپگرهای سه بعدی که خدمات قطعات جانبی هم ارائه میدهند.

لیست شرکتهای خدمات پرینت سه بعدی فلزی LPBF برتر دنیا

CRAFTCLOUD

Craftcloud ذاتا یک سرویس چاپ فلزی نیست. در عوض، یک بازار معرفی خدمات چاپ است که به شما امکان میدهد قطعه خود را آپلود کنید؛ قیمتها و اطلاعات ارائه‌دهندگان مختلف را برای یافتن سازنده قیمت مناسب مقایسه کنید.

Craftcloud با شرکای خود در سراسر جهان، قیمت‌دهی را در زمان واقعی بر اساس مدلها و مکان آپلود شما ارائه می‌دهد. میتوانید از فلزات رایج مانند آلومینیوم، تیتانیوم و فولاد شروع کنید. بسته به متریالی که انتخاب می‌کنید، قادرید یک روش پرداخت خاص را نیز درخواست کنید.

تمامی برندهای بین‌المللی زیر مطابق با محدودیت مقررات تجارت بین المللی سلاح (ITAR :The International Traffic in Arms Regulations) عمل می‌کنند. برای دریافت خدمات از شرکتهای ایرانی، باید در اینترنت جستجو نمایید.

  1. https://craftcloud3d.com : Global
  2. https://i.materialise.com/en : Global
  3. https://fit.technology/index_en.php : US, Europe, Japan
  4. com/en/our-businesses/gkn-additive
  5. https://www.oerlikon.com/am/en: Europe, US, China
  6. https://www.protiq.com/en : Global
  7. https://www.protolabs.com : Global
  8. https://www.sculpteo.com/en : Global
  9. https://quickparts.com : Global
  10. https://www.xa-blt.com/en : Global
  11. sandvik/en
  12. com/burloak-technologies
  13. com/en/stratasysdirect/technologies/3d-printing
  14. com/process-material/metal-additive

 

تولیدکنندگان پرینترهای فلزی SLM، از جمله 3D Systems، GE Additive و EOS، خدمات فلزی را بصورت جزئی ارائه می‌دهند. این برندها ایده‌آل هستند زیرا کار مستقیم با یک سازنده خوشنام چاپگر LPBF به شما این فرصت را می دهد تا در صورت تمایل به خرید، قابلیتهای دستگاههای آنها را ارزیابی کنید. اگر قصد خرید پرینتر سه بعدی فلزی برای کار خود دارید، ممکن است ارزش آنرا داشته باشد که برخی از قطعات درخواستی را از یک سازنده برای ارزیابی دستگاه سفارش دهید – بخصوص اگر قبلاً چاپگر خاصی را در ذهن دارید.

سازنده چاپگر از نکات و محدودیتهای فناوری خود تا ریزترین جزئیات آگاه است و می تواند انتخاب درست تکنولوژی، مواد و طراحی قطعات را برایتان آسان‌تر کند.

همچنین ممکن است قبلاً یک چاپگر از یکی از این شرکت‌ها داشته باشید، اما دستگاه شما آنقدر شلوغ است که نمی‌تواند با افزایش ناگهانی گردش کار هماهنگ شود یا می‌خواهید قطعه‌ای را با استفاده از همان مارک چاپگر ولی در مکانی خارج از کارگاهتان پرینت سه بعدی کنید. سفارش خدمات چاپ بر اساس تقاضا از سازنده مورد اعتمادتان، گزینه خوبی برای تولید بصرفه قطعات بیشتر است و شما دقیقاً می دانید که چه نوع کیفیت قطعه‌ای را دریافت خواهید کرد. به همه این دلایل، خدمات چاپ فلزی را که توسط تولیدکنندگان چاپگرها ارائه می شود، همیشه در نظر بگیرید.

مرکز چاپ سه بعدی جنرال الکتریک آمریکا
مرکز خدمات پرینت سه بعدی فلزی کمپانی جنرال الکتریک آمریکا: GE Additive

GE ADDITIVE

خدمات چاپ افزودنی جنرال الکتریک از دو فناوری چاپ فلزی EBM و DMLM (نام دیگر LPBF) استفاده می کند که بیشتر آنها از طریق ادغام شرکتی و تملک حقوقی فناوری بدست آمده‌اند. آنها همچنین مواد اختصاصی، خدمات مشاوره، آموزش ارائه میدهند و روی صنایع پزشکی، خودروسازی، نظامی، دندانپزشکی و هوافضا تمرکز دارند. اگرچه خدمات آنها بصورت آنلاین در دسترس نیست ولی طیف کاملی از خدمات را از طریق مرکز خدمات حضوری خود در پیتسبورگ به مشتریان ایالات متحده ارائه می دهند. این شرکت همچنین خدمات محدودی را در اروپا ارائه می دهد.

EOS

اگرچه EOS آلمان مستقیماً قطعات فلزی شما را پرینت سه بعدی نمی‌کند، اما فهرست مفیدی از تولیدکنندگان افزودنی با دستگاه‌های EOS دارند که در سرتاسر جهان، از جمله چندین مورد در آفریقا، منطقه‌ای کم‌خدمت، قرارداد منقعد می‌کند.

سرویس چاپ سه بعدی فلزی شرکت ادآپ
علاوه بر فروش سیستمهای AM فلزی، شرکت AddUp خدمات چاپ حوزه قطعات صنعتی و پزشکی را نیز ارائه می دهد.

ADDUP

شرکت ادآپ، پرینتر سه بعدی فلزی OEM و تولید کننده قطعات صنایع پزشکی، خودرو، انرژی، هوافضا، ابزارآلات و صنایع دفاعی هم هست. آنها طراحی و بهینه سازی قطعات را برای فناوریهای AM، خدمات مشاوره و آموزش، تولید اثبات مفهوم، تولید قطعه سریالی و ماشین‌کاری پس از آن را انجام میدهند. بعلاوه گواهی ISO 9001 و ISO 14001 ارائه می دهند. با کارگاههای تولید در اروپا، ایالات متحده و آسیا، AddUp به تازگی یک مرکز جدید به مساحت 20000 فوت مربع در سینسیناتی، اوهایو افتتاح کرده است.

دستگاه پودرگیر پرینتر فلزی شرکت سولوکان
دستگاه های پودرگیر مانند محصول سولوکان، حذف پودر خام از قطعه تکمیل شده را بصورت خودکار انجام میدهند (منبع: Solukon)

لیست پرینترهای سه بعدی فلزی LPBF برتر بازار

پرینترهای سه بعدی همجوشی بستر پودر لیزری در طیف وسیعی از اندازه و قدرت هستند. خوشبختانه برخی سازندگان، محصول منبع باز (opensource) نیز ارائه کرده‌اند (که سبب تنوع بیشتر برندها، بهبود کیفیت و قیمت دستگاهها به مرور زمان خواهد شد). در اینجا ما محصولات پایه (starter) تولیدکنندگان مشهور را ارائه می‌کنیم، اما بسیاری از شرکت‌ها، ماشین‌های بزرگ‌تر و با ویژگی‌های بیشتری را ارائه می‌کنند که برای رسیدگی به چالش‌های تولیدی و بخش‌های صنعت خاص طراحی شده‌اند.

هنگام انتخاب یک چاپگر سه بعدی SLM، چه مواردی را در نظر بگیریم:

  • مقیاس پذیری: اگر از ماشین سطح ابتدایی پیشی بگیرید، آیا سطح دیگری برای ارتقاء وجود دارد؟
  • سرعت ساخت: دستگاه چند سانتی متر مکعب در ساعت می تواند تولید کند؟
  • سرعت اسکن لیزری: تنها نشانگر بخشی از سرعت ساخت نیست، اما به آن کمک می کند.
  • ارتفاع و وضوح لایه: قسمت‌های نهایی چقدر می‌توانند دقیق باشند؟
  • مصرف گاز و برق: برخی از ماشینها بیشتر از بقیه مصرف می کنند؛ پس چگونه بر هزینه های نهایی تأثیر می گذارد؟
  • مصرف مواد: ماشین‌هایی با تکنولوژی تغذیه متریال و الک خوب می توانند پودر کمتری هدر دهند.
  • مواد باز یا اختصاصی: اگر مجبور به استفاده از مواد خاص سازنده چاپگر هستید، می‌تواند بر انعطاف‌پذیری و هزینه‌ها تأثیر بگذارد.
  • آیا پلتفرم دستگاه اوپن سورس است؟ (بمنظور سفارشی سازی و تغییر سخت‌افزار-نرم‌افزار دستگاه با توجه نیازهای شما)

 لیست زیر شامل نام تولیدکنندگان، نام دستگاه، حجم ساخت و قیمت دلاری است. در بخش بعدی درباره تمام این سازندگان توضیحات جامعی خواهیم داد.

  • One Click Metal MPrint+ 150 x 150 x 150 mm        1             200W / Fiber     $129,900
  • Xact Metal XM200G 150 x 150 x 150 mm 1 or 2    100W, 200W, or 400W / Yb Fiber               $90,000 – $100,000
  • 3D Systems DMP Flex 100 100 x 100 x 90 mm          1             100W / Fiber      $250,000
  • Trumpf TruPrint 1000 Ø98 × 100 mm  1 or 2    200W / Fiber      $180,000
  • EOS M100 100 x 100 x 95 mm          1             200W / Yb Fiber                $350,000
  • SLM Solutions SLM 125 125 x 125 x 125 mm        1             400W / IPG Fiber
  • E-Plus 3D EP-M150 150 x 150 x 120 mm        1 or 2    200W or 500W / Fiber    $125,000
  • GE Additive Concept Laser Mlab R 90 x 90 x 80 mm               1             100W / Fiber
  • Renishaw RenAM 500Q 250 x 250 x 350 mm        4             500W Yb Fiber
  • AddUp FormUp 350 350 x 350 x 350 mm 1,2,3 or 4             500W Fiber
  • Kurtz Ersa Alpha 140 140 x 140 x 200 mm        1             140W Fiber Coupled Diode
  • Farsoon FS121M 120 × 120 × 100 mm       1             200W Fiber
  • Velo3D Saphire 315 x 315 x 1000 mm     2             1000W
  • DMG Mori LaserTec 12 SLM 125 x 125 x 200 mm 1             200W or 400W / Fiber
  1. شرکت One Click Metal MPrint

oneclickmetal.com/boldseries-technical-specifications

Printer One Click Metal MPrint+

Build Volume 150 x 150 x 150 mm

Laser Type 200W Fiber Laser

Materials Tool Steel, Stainless Steel, Nickel Alloy, Aluminum

Approx. Price$129,900

یک اسپین‌آف از چاپگرساز معروف Trumpf است. این شرکت می گوید که یک سیستم پرینت سه بعدی فلزی مقرون‌بصرفه و با استفاده آسان تولید می کند (BoldSeries) که برای مشتریان تازه وارد LPBF است.  One Click Metal MPrint Plusبا کارتریج‌هایی کار می‌کند که آشفتگی پودر فلز را از بین می‌برد و قرار است با نیازهای کمتری از نظر لوازم جانبی و فضای کاری، قابل استفاده باشد. مدل پایه در حال حاضر حدود 130.000 دلار برای خریداران آمریکایی فهرست شده، اما خریداران اروپایی می توانند با قیمت کمتر از 6 رقم و 95100 یورو آنرا خریداری کنند.

حجم ساخت آن 150*150*150 است و با نرم افزار MPrep عرضه می شود.

MPrint بخشی از مجموعه لوازم جانبی ضروری خارجی مانند MPure است که ایستگاه آنپکینگ باز کردن بسته بندی 3in1 میباشد؛ مثلا میتواند پودر را از ضایعات قطعه نهایی خارج، آنرا را غربال و پودر بازیافتی را برای استفاده مجدد فراهم کند. سیستم کارتریج چاپگر و ایستگاه پودرزدایی، جابجایی آسان و ایمن پودر را تضمین می‌کند تا اپراتور دستگاه، تماس محدودی با پودر داشته باشد. همچنین با داشتن اتصال جانبی جاروبرقی، می توانید پودر اضافی را بطور موثر از محفظه پک متریال خارج کنید.

  1. برند Xact Metal XM200G

https://xactmetal.com

پرینتر فلزی شرکت exact match

Printer Xact Metal XM200G

Build Volume 150 x 150 x 150 mm

Laser Type Single or Dual 100W, 200W, or 400W Yb Fiber Laser

Materials Alumiums, Stainless Steels, Cobalt Chrome, Nickel, Hastelloy, Copper, Bronze, Titaniums,

Approx. Price $90,000 – $100,000

Xact Metal می‌خواهد چاپ سه‌بعدی را با سری محصول انعطاف‌پذیر XM200G که در انتخابی از توان لیزر تکی و دوگانه فیبر موجود است، به مخاطبان بیشتری ارائه دهد.

XM200G بر اساس پرینتر سه بعدی فلزی XM200C Xact Metal است و یک سیستم گالوانومتر با کارایی بالا را برای حرکت پرتو لیزر بر روی بستر پودری ادغام می کند. به گفته این شرکت، این معماری زمان چاپ سریعتر و توانایی پشتیبانی از چندین لیزر را امکان‌پذیر می کند.

محصول XM200G برای مشتریانی که ورود خود را به پرینت فلزی در کاربردهای مختلف از جمله توسعه محصول، ساخت ابزار، تحقیق در بستر پودر آلیاژها و توسعه نیروی کار آغاز کرده‌اند، ایده‌آل است. این گزینه امکان استفاده از دو لیزر را در یک زمان با یک منطقه کاری 100٪ همپوشانی با اندازه نقطه 100 میکرومتر یا یک منطقه کاری با همپوشانی 66٪ با استفاده از اندازه نقطه 50 میکرومتری ارائه می دهد. این سیستم چند لیزری سرعت چاپ را بیشتر می کند.

محصول XM300C، حجم ساخت بیشتر (254-330-330 میلی‌متر) و انتخابی از دو یا چهار مولتی لیزر مستقل را ارائه می‌دهد. به گفته آنها، این دستگاه مجهز به دو محفظه تغذیه است که باعث کاهش زمان ساخت و افزایش بهره‌وری می شود.

جدیدترین محصول Xact Metal، مدل XM300G، چندین گزینه سفارشی سازی ارائه می‌دهد. حجم ساخت 300 × 300 × 350 میلیمتر را میتوان تا 100 میلیمتر دیگر در جهت Z برای چاپهای بزرگتر افزایش داد. XM300G را میتوان با یک، دو یا چهار لیزر مستقل 400 وات یا 700 وات، بسته به نیاز مواد و بهره‌وری، مجهز کرد. فروش این سیستم قرار است از سه ماهه سوم سال 2023 آغاز شود.

  1. شرکت 3D Systems DMP Flex 100

3dsystems.com/3d-printers/metal

پرینتر سه بعدی فلزی شرکت 3dsystems

Printer 3D Systems DMP Flex 100

Build Volume 100 x 100 x 90 mm

Laser Type 100W Laser

Materials Stainless Steels 316L and 17-4PH, Cobalt Chrome

Approx. Price $250,000

چاپگر سه بعدی LPBF فلزی DMP Flex 100، حجم ساخت 100-100-90 میلی‌متر و توانایی چاپ قطعات با زاویه اورهانگ تا 20 درجه را بدون نیاز به بافت تکیه گاهی ارائه می‌دهد. ویژگیهای رزولوشن سطح به اندازه 5 میکرون باید بمعنای حداقل نیاز به مراحل پس‌پردازش باشد. 3D Systems فناوری خود را Direct Metal Printing مینامد که در آن هر لایه بر روی لایه قبلی ذوب می شود و یک قسمت قوی و متراکم ایجاد می کند (تا 99.9٪).

لیزر فایبر 100 واتی این سیستم، درحالیکه قدرت کمتری نسبت به راه‌حل‌های پرینت فلزی بزرگ‌تر در مجموعه 3D System دارد، به اندازه‌ای قدرتمند هست که بتواند طیف گسترده‌ای از کتابخانه پودر فلز این شرکت، از جمله انواع درجه‌های تیتانیوم را مدیریت کند.

DMP Flex 100 که برای کاربردهای خاص طراحی شده و جزئیات دقیق را پرینت می‌کند، از خطوط گاز اختصاصی برای دستیابی به جَو گاز بی اثر لازم برای چاپ پودرهای بهینه سازی شده تولید افزودنی استفاده مینماید. به این ترتیب، به زیرساختهای ساختمانی لازم برای تسهیل این امر نیاز دارید.

اگر می‌خواهید از ماشین‌های سطح پایه بالا بروید، 3D Systems چهار واحد تولیدی بزرگ‌تر به‌علاوه راه‌حل کارخانه‌ای تحت شبکه را ارائه می‌دهد.

  1. Trumpf TruPrint 1000

trumpf.com/en_US/products/machines-systems/additive-production-systems

پرینتر سه بعدی فلزی شرکت ترومپف

Printer Trumpf TruPrint 1000

Build Volume Ø98 × 100 mm

Laser Type 200W Fiber Laser

Materials Stainless Steels, Tool Steels, Aluminum, Nickel Alloys, Cobalt Chrome, Copper, Titanium, Precious Metals

Approx. Price $180,000

Trumpf، مستقر در Ditzingen آلمان، چاپگر متریال فلزی TruPrint 1000 را برای تولید قطعات صنعتی کوچک ارائه می دهد. آخرین بروزرسانی با طراحی مجدد کامل شاسی و همچنین بهبود همگنی جریان گاز و لیزرهای چندگانه تمام میدان ارائه می شود. ماشین  با طراحی فشرده و ابعاد جمع و جوری که دارد میتواند از طریق درب استاندارد کارگاهی در محل دلخواهتان جا شود. همچنین دستگاه دارای مزیت بهره‌وری بالا بوده و کیفیت قطعه را بهبود میبخشد؛ با حداقل ضخامت لایه 20 میکرون.

دو لیزر فیبر 200 واتی این چاپگر بطور همزمان منطقه ساخت را اسکن می کنند که شرکت ادعا میکند در مقایسه با دستگاههای مشابه راندمان را تا 80 درصد افزایش میدهد. یک سیستم نظارت بر بستر پودری، هر لایه را برای حداکثر کیفیت قطعه تجزیه و تحلیل مینماید. پوشش مجدد کج سبب فرآیند استفاده از پودر سریع‌تر شده که باعث افزایش بیشتر سرعت تولید و کاهش هزینه‌های قطعه میگردد. بعنوان یک نکته منحصربفرد، TruPrint 1000 میتواند فلزات ساختار آمورف را پردازش کند: این مواد امکان تولید قطعات با خاصیت ارتجاعی و مقاومت در برابر خوردگی بالا را فراهم می کنند و در عین حال حداقل ضخامت دیواره را کاهش می دهند. (زمان تولید سریعتر و وزن قطعه نهایی کمتر در عین مقاومت خوب).

در مارس 2021، Trumpf از سیستم جدید پرینت TruPrint 3000 پرده‌برداری کرد که از ذوب لیزری مبتنی بر بستر پودری برای تولید قطعات فلزی با قطر تا 300 میلیمتر و ارتفاع 400 میلیمتر استفاده می کند. این دستگاه می تواند تمام مواد قابل جوشکاری از جمله فولادها، آلیاژهای مبتنی بر نیکل، تیتانیوم و آلومینیوم را مدیریت کند.

Trumpf هفت پرینتر سه بعدی فلزی دیگر را در کارنامه خود دارد. TruPrint 1000 Green Edition دارای یک لیزر سبز است که به آن اجازه می دهد تا مواد بسیار بازتابنده مانند مس و آلیاژهای آنرا چاپ کند. سایر ماشین‌آلات در مقیاس کاتالوگ شرکت و ظرفیت تولید تا کاربردهای با حجم بالاتر لیست شده اند. ماشین‌های رسوب‌دهی لیزری فلز ترامپف، تولید افزودنی را با برش – جوشکاری دو بعدی و سه بعدی ترکیب می‌کنند.

  1. ماشین EOS M100

eos.info/en/industrial-3d-printer/metal

پرینتر سه بعدی فلزی eos

Printer EOS M100

Build Volume 100 x 100 x 95 mm

Laser Type 200W Yb Fiber Laser

Materials Cobalt Chrome SP2, Stainless Steel 316L, Titanium Ti64, Tungsten W1, Gold, Silver, Bronze

Approx. Price $350,000

چاپگر سه بعدی فلزی M100 سیستم سطح ابتدایی برند EOS برای چاپ فلز است. دستگاه M100 با فناوری LPBF که این شرکت آنرا جوش لیزری مستقیم فلز (DMLS) مینامد، مجهز به لیزر فیبر 200 واتی برای ذوب و پیوند پودرهای ریز فلزیست. نقطه لیزر کوچک وضوح خوبی را ممکن می کند و آنرا برای قطعات فلزی پیچیده هندسی ایده آل مینماید.

شرکت اعلام کرده M100 برای کاهش زمان پس از پردازش و تمیز کردن بهینه گشته و به نوبه خود امکان تولید سریع قطعات را فراهم می کند. همچنین دارای طراحی داخلی مدولار و سطل ذخیره پودر است که باید عملیات و نگهداری را آسان نماید. EOS دستگاه را به‌ویژه بسمت حوزه پزشکی سوق داده که مخصوصاً با مواد فلزی ایمن پزشکی تأیید شده EOS مناسب میباشد. این شرکت سازگاری چاپگر را برای تولید بریج و روکش دندان برجسته کرده است.

قیمت پرینتر سه بعدی فلزی
تکنسینی که چاپ تمام شده را از یک سیستم EOS M400 باز میکند (منبع: Audi)

این سازنده بطور مداوم پودرهای فلزی جدیدی منتشر می کند (با آخرین مواد نیکل-کروم نیکل-آلیاژ IN939 که در فوریه 2021 راه اندازی شد). توجه داشته باشید که M100 با تعداد محدودی از مواد EOS سازگار است و ممکن است نتواند برخی از مواد بالاتر و پودرهای جدیدتر را پردازش کند.

اگر به دنبال چاپگر سه بعدی فلزی برای افزایش ظرفیت تولید هستید، EOS آنرا پوشش می دهد. این سازنده آلمانی سیستم صنعتی ارائه کرده که می توانند بطور انعطاف‌پذیر در محیطهای تولیدی موجود با طیف وسیعی از اندازه‌های مختلف فضای ساخت، رتبه‌های قدرت لیزر و مقیاس پذیری ادغام شوند.

  1. محصول SLM Solutions SLM 125

slm-solutions.com/products-and-solutions/machines

پرینتر سه بعدی فلزی SLM

Printer SLM Solutions SLM 125

Build Volume 125 x 125 x 125 mm

Laser Type 400W IPG Fiber Laser

Materials Stainless Steel, Cobalt Chrome, Nickel Alloys, Aluminum, Titanium

برند SLM Solutions قدیمی‌ترین (اولین عرضه کننده لایسنس تجاری SLM) و پیشروترین نام در چاپ سه بعدی LPBF است که شش چاپگر و نزدیک به دوجین متریال پودر فلز را ارائه می دهد. عجیب است که این شرکت خوشنام در ژانویه 2023 توسط نیکون ژاپن (Nikon)، سازنده دوربین و تجهیزات ابزار دقیق صنعتی خریداری شده و هنوز هیچ خبری درباره تغییرات شرکت یا ماشین آلات آن وجود ندارد.

SLM 125 یکی از محبوب‌ترین ماشین‌های آنهاست. سازنده ادعا می کند که این پرینتر سه بعدی لیزر فایبر 400 وات نسبت به سایر دستگاههای اندازه مشابه، قدرت بیشتری دارد که مصرف پودر را تا 80 درصد کاهش می‌دهد. SLM این چاپگر را بسمت کارهای تحقیقاتی و تولید کم حجم عرضه می کند.

SLM 125 میتواند هر دو نوع پودرهای فلزی ری‌اکتیو و غیر واکنشی را پردازش نماید. تعداد کم اجزای انتقال دهنده پودر، تعویض مواد را سریع و آسان نموده است. سیستم‌های مانیتورینگ توان لیزری و کنترل لایه‌ها دائماً هم خروجی لیزر و هم سازگاری لایه را برای دقت بالا بررسی می‌کنند که به تشخیص هر گونه بی‌نظمی کمک می‌کند. محفظه چاپ 125×125×125 میلی‌متری برای قطعات و نمونه‌های اولیه، بویژه با مواد مختلف، از جمله فولاد ضد زنگ، آلومینیوم و تیتانیوم، کافیست. موسسات تحقیقاتی و تولیدکنندگان قطعات که بدنبال مصرف برق و گاز در یک روند معقول هستند، نباید SLM 125 را نادیده بگیرند.

مشخصات فنی پرینتر سه بعدی SLM 500

Price: range of 1-2 million $

Build Envelope (L x W x H) : 500 x 280 x 365 mm³ reduced by substrate plate thickness

3D Optics Configuration Twin: (2x 400 W), Quad (4x 400 W), Twin (2x 700 W), Quad (4x 700 W) IPG fiber laser

Build Rate: up to 171 cm³/h (depending on material and build part geometry)

Variable Layer Thickness: 20 µm – 75 µm

Feature Size: 150 µm

Beam Focus Diameter: 80 – 115 µm

Scan Speed: 10 m/s

Average Inert Gas Consumption in Process: 5 – 7 l/min (argon)

Average Inert Gas Consumption Purging: : 70 l/min (argon)

E-Connection / Power Input : 400 Volt 3NPE, 64 A, 50/60 Hz, 8 – 10 kW

Compressed Air Requirement / Consumption: ISO 8573-1:2010 [1:4:1], 50 l/min @ 6 bar

Dimensions (L x W x H): 5200 mm x 2800 mm x 2700 mm (inkl. PSV, PRS)

Weight (without / incl. powder) : approx. 2400 kg / 3100 kg

Ethernet port – closed frame – LCD Screen

 

یکی از ویژگی‌های خوب فناوری SLM Solutions، توانایی مقیاس‌بندی مستقیم فرآیند تولید با کاتالوگ گسترده دیگر چاپگرهای بزرگتر شرکت است. این شرکت تقریباً برای هر سطح تولید، ماشینی دارد. با آخرین مدل اضافه شده NXG XII 600 در سطح صنعتی با اندازه سخاوتمندانه که در اواخر سال 2020 راه اندازی شد: 12 لیزر 1000 واتی و حجم ساخت 600-600-600 میلیمتر. شرکت اعلام کرده محصول آنها سریع‌ترین چاپگر فلزی سه بعدی SLM بازارست.

  1. E-Plus 3D EP-M150

eplus3d.com/products/metal-3d-printer

ماشین slm شرکت e-plus

Printer E-Plus 3D EP-M150

Build Volume 150 x 150 x 120 mm

Laser Type Single or Dual, 200W or 500W Fiber Laser

Materials Nickel Alloy, Titanium Alloy, Cobalt Chrome, Aluminum Alloy, Copper Alloy

Approx. Price $125,000

این سازنده چاپگرهای سه بعدی چینی دارای چندین دستگاه LPBF و همچنین فناوری‌های SLS و رزین است. محصول کلاس پایه آنها Eplus 3D EP-M150 بوده و شرکت میگوید مقرون‌بصرفه و سازگار میباشد. دستگاه طراحی نسبتاً فشرده‌ای داشته و بعنوان دستگاه ابتدایی این شرکت دارای عملکرد “چاپ با یک کلیک” برای سهولت استفاده است. همچنین نگهداری از آن با ۲ دقیقه زمان تعویض عنصر فیلتر، بستر مخزن مواد باقیمانده و پوشش مجدد آسان بنظر میرسد.

این سازنده می‌گوید چاپگرهای فلزی Eplus3D مقیاس‌پذیر هستند و جایگزین شدن با ماشین‌های بزرگتر و چند لیزری این شرکت آسان خواهد بود. این محصولات دارای فهرست بزرگی از سازگاری با مواد فلزی هستند؛ از جمله آلیاژ آلومینیوم، آلیاژهای تیتانیوم، کروم-کبالت، آلیاژهای مبتنی بر نیکل، فولاد ضد زنگ، فولادهای ابزارسازی و مس. این شرکت یک دستگاه برای هر موردی ارائه می دهد؛ از EP-M150 جمع و جور گرفته تا EP-M1250، غولپیکر که یک چاپگر سه بعدی با 9 لیزر و حجم محفظه ساخت بیش از 2000 لیتر است.

  1. GE Additive Laser Mlab R

ge.com/additive/additive-manufacturing/machines/dmlm-machines/mlab-family

پرینتر سه بعدی جنرال الکتریک آمریکا

Printer GE Additive Concept Laser Mlab R

Build Volume 90 x 90 x 80 mm

Laser Type 100W Fiber Laser

Materials Stainless Steels (316L and 17-4PH), Aluminum, Titaniums, Bronze, Silver, Gold, Yellow Gold, Rose Platinum

خانواده سیستم‌ چاپگر سه بعدی فلزی GE Additive Laser Mlab یک راه‌حل همه کاره با طراحی کامپکت برای سهولت استفاده و جابجایی ایمن در طیف وسیعی از مواد ارائه شده است. سیستم مدولار پوششهای مختلف ساخت را در یک دستگاه ارائه می‌دهد و امکان تغییر سریع و آسان بین مواد مختلف را فراهم می‌کند.

Mlab R می تواند در مواد واکنش‌پذیر و غیرواکنشی از جمله فلزات گرانبها مانند طلا و پلاتین ساخته شود و قطعات کاملاً متراکم تولید کند. جداسازی فیزیکی محفظه فرآیند و ایستگاه جابجایی، امکان استفاده از ایستگاه حمل و نقل را برای چندین ماشین فراهم مینماید.

رده قویتر، ماشین Mlab 200R میباشد که دارای طراحی کاربر محور، با پوشش بزرگتر و توان لیزر بالاتر 200 وات است، درحالیکه فضای کارآمدی را حفظ می کند.

البته، سری ماشینهای لیزر کانسپتی این برند برای کاربردهای صنعتی، بسیار بزرگتر و قدرتمندتر می شوند. M2 Series 5 دارای دو لیزر 1000 واتی است، M Line برای تولید سریالی قطعه با حجم ساخت تا 500-500-400 میلی‌متر و X Line 2000R برای تولید قطعات در مقیاس بزرگ در حوزه هوافضا و خودرو قابل استفاده هستند.

  1. Renishaw RenAM 500Q

renishaw.com/en/additive-manufacturing-products–17475

چاپگر سه بعدی

Printer Renishaw RenAM 500Q

Build Volume 250 x 250 x 350 mm

Laser Type 500W Yb Fiber Laser

Materials Titaniums, Aluminiums, Cobalt Chrome, Stainless Steel 316L, Nickel Alloys

با تاکید بر بهره‌وری، سیستم RenAM 500Q Renishaw بر روی طیف ثابت پرینترهای فلزی و توان خروجی آمپر این شرکت با آرایه‌ای از چهار لیزر 500 وات ساخته شده که هر کدام قادر به زدن کل حجم ساخت هستند. RenAM 500Q نوردهی کامل لایه را سریعتر از سیستمهای تک لیزری انجام میدهد و خروجی را افزایش داده و در نتیجه هزینه هر قطعه کاهش می یابد.

تعدادی از سیستم‌های اتوماسیون داخلی – مانند غربال و چرخش پودر – برای مدیریت مواد و اتمسفر، مکمل چاپگر هستند و ایمنی اپراتور را تضمین می‌کنند و زمان بهره‌برداری و نگهداری را کاهش می‌دهند. یک سیستم جریان گاز هوشمند مصرف آرگون و انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد.

RenAM 500Q دارای حجم ساخت معمولی 245-245-335 میلی‌متر (وابسته به بستر) است و می‌تواند حدود 150 سانتی‌متر مکعب در ساعت تولید کند، بسته به هندسه‌ چاپ و سایر متغیرهای مواد.

Printer AddUp FormUp 350

Build Volume 350 x 350 x 350 mm

Laser Type up to 4 x 500W fiber lasers

Materials Aluminum, Copper, Steels, Nickel-based Alloys, Titanium

این برند نمادی از مهندسی خلاقانه فرانسوی است. دستگاه FormUp 350 PBF از کمپانی AddUp که در سال 2021 راه اندازی شد، ماژولار و مقیاس پذیرست تا ضمن برخورداری از ویژگیهای ایمنی کاربر، راندمان خوبی هم ارائه دهد. FormUp 350 که در چهار پیکربندی با بیش از 25 گزینه برای ادغام در هر زمان موجود شده، دارای حداکثر چهار لیزر 500 وات، یک سیستم پوشش دو طرفه با پخش سریع پودر و بیش از 160 پارامتر چاپ است که این سیستم را به یک پلتفرم باز برای هر نوع کاربردی تبدیل می کند.

FormUp 350 به شما امکان می دهد از پودرهای بسیار ریز (5-25μm) استفاده کنید، چیزی که اغلب در بین سیستمهای همجوشی بستر پودر لیزر نادیده گرفته می شود. این ویژگی، همراه با یک سیستم پوشش مجدد غلتکی، تولید بدون بافت تکیه‌گاهی قطعات کنسولی را تا 10 درجه زاویه آویزان امکان‌پذیر کرده است. چاپگر سطوح زبری محاسباتی زیر 10 میکرومتر (Ra) را فعال مینماید.

FormUp 350 همچنین یک ماژول مستقل برای مدیریت پودر ارائه می‌دهد که بدون در نظر گرفتن مقدار تولید، عرضه ثابت پودر را بدون وقفه در تولید تضمین می‌کند.

اندازه 350-350-350 میلی‌متری FormUp 350 را می‌توان تا ارتفاع Z یک متر با FormUp Evolution افزایش داد. محصولات AddUp پاسخی است به الزامات قطعات SLM بزرگ.

  1. Kurtz Ersa Alpha 140

lm-innovations.com/en-gb/plants/alpha-140

پرینتر سه بعدی slm آلمانی شرکت کورتز ارسا

Printer Kurtz Ersa Alpha 140

Build Volume 140 x 140 x 200 mm

Laser Type 140W Fiber Coupled Diode Laser

Materials Stainless Steels, Nickel Alloys, Aluminums, Tool Steel Alloys

«کورتز اِرسا آلفا 140» از شرکت آلمانی Kurtz Ersa (با همکاری مشترک مرکز فناوری فورت ورث، تگزاس آمریکا) چاپگر دیگریست که تلاش کرده فناوری LPBF را آسان و قابل دسترس نماید. پرینتر آلفا 140 راه‌حلی برای تولید قطعات فلزی بدون ابزار جانبی گران مخصوصا برای شرکتهای کوچک و متوسط است.

خوشحال کننده است بدانید سیستم نرم افزاری این ماشین، حالت باز طراحی شده؛ پس می‌توانید پارامترهای فرآیند را در نرم افزار اسلایسر مطابق با نیازهای سفارشی قطعه خودتان تنظیم کنید. محفظه ساخت کوچک 200-140-140 میلیمتر آن برای کارگاهها و آزمایشگاههای کوچک، صرفه‌جویی خوبی در فضای کاری محدود آنها ایجاد میکند.

Kurtz Ersa یک برند قدیمی 250 ساله ‌است (ثبت رسمی تجاری از 1779( که حالا بعنوان یک هلدینگ کسب و کار حرفه‌ای طیف گسترده ای از تجهیزات را برای لوازم الکترونیکی تولید می کند.

  1. فرسون FS121M

https://www.farsoon-gl.com

پرینتر متریال پودر فلزی شرکت Farsoon

Printer Farsoon FS121M

Build Volume 120 × 120 × 100 mm

Laser Type 200W Fiber Laser

Materials Stainless Steels, Maraging Steel, HX Steel, Coppers, Cobalt Chromes

کمپانی Farsoon، سازنده بزرگ چینی، قصد دارد تمام آپشن‌های چاپ فلزی را با طیف گسترده‌ای از اندازه‌ها پوشش دهد. کوچکترین محصول آنها FS121M میباشد. این سیستم انعطاف‌پذیر و باز به شما امکان می‌دهد بین اندازه‌های لیزری متعدد، تیغه‌های مختلف پوشش‌دهنده و انتخاب پودر گردش کنید.

FS121M دارای لیزر فایبر 200 واتی Yb، منبع گاز بی اثر و سیستمهای فیلتر محافظ بزرگ برای ایجاد یک محیط امن بین محصول و کارکنان شماست. متریال سازگار شامل 316L، 17-4PH، فولاد ماراژینگ، HX، Cu، CuSn10، CoCrMoW و CoCrMo میباشد.

Farsoon چاپگر FS273M را نیز ارائه می دهد. این شرکت شش سال را صرف بهینه سازی بهره‌وری و عملکرد دستگاه نموده و در عین حال تلاش کرده تا هزینه ها را کاهش دهد.

FS273M دارای حجم ساخت مناسب (275-275-355 میلی متر) و لیزر fiber دوگانه (2 × 500 وات) یا یک لیزر فایبر 500 واتی است. سایر ویژگی‌ها عبارتند از طراحی کاملاً جدید پوشش مجدد که سرعت سریع‌تر و تحویل پودر پایدارتر را در کل فرآیند تولید امکان‌پذیر می‌سازد، صفحه ساخت پیش گرم شده، ظروف سرریز قابل جابجایی و منبع پودر پشتیبان بهینه برای ساخت کامل.

جدیدترین ماشین LPBF شرکت Farsoon در اندازه متوسط FS200M میباشد. دارای ابعاد پرینت 425-230-300 میلیمتر و دو لیزر 500 W است. هدف این دستگاه مشتریانیست که بدنبال تولید قطعات فلزی با حجم متوسط تا بالا با هزینه‌های تولید کمتر هستند. بدنه فشرده 3.48 متر مربعی آنرا برای مشاغل با ظرفیت محدود کاری جذاب می کند.

FS721M یک سیستم پلتفرم اوپن‌سورس میباشد، بدین معنی که تمام پارامترهای دستگاه برای سفارشی سازی توسط کاربر و همچنین یک خط مشی مواد اختصاصی، قابل ویرایش است.

Printer Velo3D Saphire

Build Volume 315 x 315 x 1000 mm

Laser Type Dual 1000W Lasers

Materials Aluminum, Inconel, Hastelloy C22 & X, Titanium, Nickel-based Superalloy Amperprint

پرینتر سه بعدی فلزی next-gen (نسل بعدی) کمپانی Velo3D Sapphire بعنوان یک سیستم تولید با مزیت چاپ بدون بافت پشتیبانی و حجم ساخت یک متری متمایز است. Sapphire با استفاده از دو لیزر 1 کیلوواتی در فضای چاپ 315-312-1000 میلی‌متر، می‌تواند آلومینیوم F357، Inconel IN718، Ti 6Al-4V Grade 5 و Hastelloy (نیکل-کروم-آهن-مولیبدن) و … را برای ساخت قطعات ذوب کند.

برای پرینتر Velo3D، هندسه‌های بدون ساپورت به این معنی است که Sapphire می‌تواند به چاپهایی با برآمدگی‌های صفر درجه دست یابد – اساساً سطوح صاف در سطح افقی. علاوه بر صرفه‌جویی در زمان پرینت و عملیات جداگانه ماشینکاری، چاپگر می تواند کانالها و حجمهای داخلی بزرگ را بدون در نظر گرفتن ساختارهای چالش‌برانگیز پشتیبانی شناسایی کند.

در سال 2022، کمپانی Velo3D چاپگر جدید Sapphire XC1 MZ را با حجم چاپ تقریباً دو برابر نسخه Sapphire XC معرفی کرد (مخفف “ظرفیت اضافی : Extra Capacity ” است). این دستگاه با یک پلتفرم دایره‌ای قطر 600 میلی‌متر و حداکثر ارتفاع ساخت یک متر، از هشت لیزر 1 کیلوواتی برای چاپ بسیار سریع در مقیاس بزرگ استفاده می‌کند.

  1. DMG Mori LaserTec 12 SLM

en.dmgmori.com/products/machines/additive-manufacturing/powder-bed

پرینتر سه بعدی فلزی slm ساخت آلمان

Printer DMG Mori LaserTec 12 SLM

Build Volume 125 x 125 x 200 mm

Laser Type 200W or 400W Fiber Laser

Materials Aluminum, Cobald Alloys, Copper Alloys, Steel, Nickel-based Alloys, Scalmalloy, Stainless Steel, Titanium, Tool steel

برند DMG Mori، سازنده آلمانی ماشینهای برش CNC سالهاست که ماشین‌های تراش و قالب‌سازی میسازد و حالا یک چاپگر سه‌بعدی فلزی رسوب مستقیم انرژی (DED) و دو چاپگر فلزی PBLF را هم عرضه کرده: Lasertec 30 Dual SLM بزرگتر و Lasertec 12 کوچکتر.

سیستم Lasertec 30 Dual SLM به دو لیزر 600 W (اختیاری 1 کیلو وات) مجهز میباشد (یک ارتقاء در سال 2020 برای Lasertec 30 استاندارد که دارای یک لیزر است). میدان اسکن هر لیزر در Lasertec 30 Dual SLM کل محفظه ساخت را پوشش می دهد که ابعاد آن تا 300-300-300 میلیمتر خواهد بود. سرعت ساخت تا 90 سانتی‌متر بر ساعت و خروجی دستگاه 80 درصد در مقایسه با دستگاه مجهز به لیزر واحد افزایش یافته است. Lasertec 30 همچنین دارای یک سیستم خنک کننده فعال برای قسمت ساخت بوده که به شما امکان می دهد اجزای نهایی را سریعتر حذف کنید.

این شرکت می‌گوید که Lasertec 30 به نرم‌افزار Optomet برای بهینه‌سازی پارامترها و نرم‌افزار Celos برای برنامه‌نویسی CAM و کنترل ماشین مجهز شده است، استراتژی اسکن پیشرفته آن روند چاپ را کارآمدتر کرده و در نتیجه عملکرد نهایی را نیز بهینه می‌کند.

ویژگی دیگر ماژول rePlug برای تغییر مواد و تامین پودر میباشد که امکان جابجایی خودکار پودر و بازیافت پودر را فراهم می کند. این شرکت می گوید میتوان مواد را بدون آلودگی در کمتر از دو ساعت تغییر دهید. سازگاری مواد Lasertec 30 Dual از فولاد ابزار و فولاد ضد زنگ تا آلومینیوم و کبالت کروم تا اینکونل و تیتانیوم متغیر است.

نتیجه گیری فناوری SLM / LPBF

پرینت سه بعدی فلزی منوی اثبات شده‌ای از مزایا را برای لیست فزاینده‌ای از صنایع فراهم کرده است: نه تنها می‌توانید قطعاتی با شکل‌ها و ساختارهای داخلی عجیب ایجاد کنید که با قالب‌گیری، ریخته‌گری یا ماشین‌کاری سنتی فلز امکان‌پذیر نیست؛ بلکه ثابت شده که چاپ سه بعدی فلزی سریع‌تر و ارزان‌تر (در حجم‌های کم تا متوسط) بوده و عصر جدیدی از نوآوری را ممکن ساخته است.

کارگاههای ماشین‌سازی صنعتی اکنون قطعات فلزی را فقط در چند روز تولید می‌کنند؛ نه چندین هفته. قالب‌ها و ابزارهای فلزی منحصربه‌فرد اکنون برای تولیدکنندگان بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند و مهندسان در حال ایجاد اجزای فلزی تخصصی برای حوزه‌های با فناوری پیشرفته، مانند هوافضا و مراقبت‌های بهداشتی هستند که نسبت به تکرارهای قبلی که با تولید سنتی ساخته شده‌اند، بسیار پیشرفت‌تر هستند. همچنین در پرینت سه بعدی فلزی ضایعات کمتری وجود دارد که هزینه چاپ در متریالهای گرانی مثل تیتانیوم و آلیاژهای تخصصی را کاهش خواهد داد.

بعنوان حرف آخر؛ در سال‌های اخیر، سازندگان بسیاری با فروش چاپگرهای متریال پودر فلز اداری که بازگشت سرمایه سریع و چابکی تولید را به ارمغان می‌آورد، فناوری metal 3D Print در دسترس‌تر و مقرون به صرفه‌تر کرده‌اند. خدمات چاپ سه بعدی شخص ثالث نیز در بستر خود به بلوغ نسبی رسیده‌اند و هزینه‌های سربار خرید و نگهداری ماشین مستقل را حذف می‌کنند. اما همچنان جای بهبود وجود دارد؛ باید منتظر آینده ماند تا این تکنولوژی خیره‌کننده از حالت گرانقیمت صنایع کلان خارج شده و محصولات کم‌هزینه‌تر مناسب شرکتهای کوچک تا متوسط نیز به بازار عرضه شود.

اما یک نکته تامل‌برانگیز را فراموش نکنید؛ چه کسی پیش‌بینی می‌کرد پرینتر لیزری فلز، چیزی که همین چند سال قبل (سالهای جوانی پدران و مادران ما) فقط در داستانها و فیلم‌های علمی تخیلی قابل تصور بود، با این سرعت از اواخر دهه 90 قرن بیستم، به یک حقیقت عادی برای بشر تبدیل شود؟!

خب، به پایان این مطلب طولانی رسیدیم. امیدواریم از خواندن آن لذت برده باشید. خوشحال میشویم نظرات خود را از فرم پایین صفحه برای ما ارسال کنید.

1 دیدگاه دربارهٔ «فناوری ذوب لیزری انتخابی SLM (همجوشی لیزری بستر پودر LPBF) چیست؟»

  1. محسن بدرسمای

    تشکر از نوشتار در مورد تکنیک
    slm.
    مطمئنا در جهت گسترش تکنولوژی مفید می باشد. با اینحال خواهشمندم مطالب کامل و صحیح بیان شوند. بعنوان مثال به چندمورد از ایرادات اشاره می شود:
    تکنیک
    DMLS
    هم ذوب فلز در آن رخ می دهد ولی چون معمولا از دو فلز با نقطه ذوب متفاوت استفاده می شود، فلز با نقطه ذوب پایین تر ذوب شده و مانند چسب عمل می کند.
    مورد بعدی:
    فناوری پرینت۳بعدی فلزی در داخل کشور تجاری شده (توسط شرکت نورا لایه نگار و چند شرکت دیگر) و قابل خرید هست. قیمت هم کمتر از نمونه های خارجی است.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

فهرست
پیمایش به بالا
telegram

مشاوره خرید و پشتیبانی مشتریان

واتس اپ phone تماس تلفنی چت آنلاین چت آنلاین