直接レーザー成長:アイデア



すべての美しいものはアイデアに基づいています。 「馬なしで乗りましょう?」「鳥のように飛びましょう」「超重くて完全に再利用可能なメタンロケットを作って火星に飛びましょう」…以下の話もシンプルで美しいアイデアに基づいています。粉末から大型の金属製品を印刷してみませんか?」確かに、なぜですか?直径0.5メートルまでの製品にレイヤーバイレイヤーレーザーフュージョン(SLM)の技術がある場合、なぜより大きな製品を印刷できないのですか?



KDPVは、チタンから直径2メートルの製品を直接レーザー成長させるプロセスを示しています。この写真を作るのに5年の努力、5年の試行錯誤、欲求不満、すべてを捨て、最初からすべてを始めるのに5年かかりました。しかし、始める前に、最初に戻って、アイデアに戻り、それが何であるかを理解してみましょう。

ポリマーからの最初の3D印刷技術の出現以来、人々は金属を使用する可能性を夢見てきました。強力なレーザーの開発により、金属粉末を選択的に焼結することが可能になり、選択的レーザー焼結(SLS)技術が誕生しました。レーザー放射の出力と品質が向上し、コストが下がり、90年代半ばに、金属粉末を溶融して固体製品にする技術的能力が登場し、選択的レーザー溶融(SLM)技術が登場しました。この方法の本質は単純です。金属粉末の薄層を注ぎ、集束レーザー放射でその上を走らせ、粉末を溶かし、融合した「トラック」を残し、建設プラットフォームを下げて、プロセスを繰り返します。したがって、レイヤーごとに、必要なジオメトリの製品が作成されます。





現時点では、これは金属からの3D印刷の最も習得され、研究され、広く使用されている技術です。数百の機器製造会社、数千の実装事例、大規模な科学コミュニティ、認証、材料科学など。しかし、彼らが言うように、問題があります(1つだけではありません)-大きな製品を作ることは可能ですか?主なスケーリングの問題は、このテクノロジーでは完全に粉末で満たされたビルドフィールドが必要になることです。製品のサイズを制限するのはフィールドのサイズです。現在、大規模なSLMインストールのフィールドサイズは最大400x400x400 mm(EOS M400)または500x280x365mm(SLM500)ですが、それ以上のものもありますが、これは別の記事のトピックです。そして、もっと欲しいなら?また、100 g / hではなく、少なくとも1 kg / hの生産性が必要な場合は、数百キログラムの製品が6か月間印刷されないようにしますか?次に、アプローチを変更する必要があります。





レーザー技術ヘッドを取り上げましょう。たとえば、レーザー溶接に使用されるような、レーザー放射を集束させるためのデバイスに、特殊なフィーダーから粉末を供給し、すべてをマニピュレーターに掛ける粉末供給ノズルを追加します。レーザー放射は、ヘッドによってサイズが数ミリメートルのスポットに集束され、基板金属によって吸収され、エネルギーは、従来の溶接の溶接プールのように、溶融金属のプールの作成に費やされます。次に、このバスに金属粉末を供給します。これは、冷却後に溶融物によって捕捉され、溶接ビードを形成します。このプロセスは、アーク、ガス、レーザーなどの添加剤を使用した従来の溶接と似ています。

そして今、私たちはローラーを特定の軌道に沿って互いの上に置き、これらのローラーから製品を形成します。とても簡単です!



ネタバレ
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技術は名前だけではうまくいきませんでした。何らかの理由で、すべての開発者は独自の名前を付けることにしました。最初はレーザーエンジニアリングネットシェーピングを備えたOptomec、次にConstruction Laser AdditiveDirecteを備えたIrepaLaser、次にLaser Metal Deposition、Direct Metal Deposition、Direct Metal Tooling、Blown-PowderDirectの名前です。エネルギー沈着および他の多く。ロシア語では、この用語はさらに楽しいので(たとえば、直接レーザー蒸着などのトレースペーパー)、私たちの名前はDirect LaserGrowingです。



5年前、YouTubeでBeAM Machines社のビデオを見てからの旅でしたが、現在、美しく大きなブランクを作成するための機器を作成し、技術を開発しています。すべてが次のようになります。





そして、製品は次のようになります。





最も興味深い部分は何ですか?



3Dモデルの承認から完成部品まで数日で大きなワークピースを製造することが可能です。材料特性はレンタル基準のレベルにあります。製品のサイズは、顧客の勇気(および彼の欲望)によってのみ制限されます。幾何学的形状の複雑さはSLMの可能性と比較されませんが、非常に複雑な製品を作成できますが、それらは異なるリーグに属しています。異なる粉末を組み合わせることにより、バイメタリックおよびグラジエント製品を製造することが可能です。製品の要件に合わせてインストールをカスタマイズすることができます。



そして、最も一般的な添加剤技術もそうです。その開発には以下が必要です。



  • テクノロジーツールをゼロから6回設計する
  • 捨てて自動制御システムをゼロから7回作成する
  • B&R PLCのプログラミングを学び、以前のすべての痛みに注意する
  • Fanukaテクニカルサポートと友達になりましょう。こんにちはウラジミールマイスキー!
  • 密閉されたキャビンを再発明する
  • 技術的なスパイ活動に従事する
  • 制御プログラムを作成している間、長い間苦しみ、解決策を探し、それを見つけて、陶酔感を捕らえます。こんにちはアレクサンダーラグリン!
  • テクノロジーを実行すればするほど、それを理解できなくなることに気付くために何十回も
  • 最後にあなた自身の限界を認識し、それに同意し、プロセスを信じてください
  • 最高のチームを集めて、驚異的な働き方を学ぶ


それが面白かった場合-コメントを書いて、次の記事に何を捧げますか?技術?プロセスの物理学?鉄?制御システム?制御プログラムの作成?または、このテクノロジーを使用して世界で行われていることの概要と、すべてのマシンが異なる理由と、どちらが優れているのか。



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