Laserová aditivní výroba (LAM)

Obsah

Přehled o Laserová aditivní výroba (LAM)

Laserová aditivní výroba (LAM) je revoluční technologií v oblasti výroby kovů. Využívá vysoce výkonný laser k tavení kovových prášků do složitých a přesných součástí. Tento proces, známý také jako 3D tisk, mění průmyslová odvětví tím, že umožňuje vytvářet složité geometrie, které dříve nebylo možné nebo bylo velmi nákladné vyrábět tradičními výrobními metodami.

LAM vyniká schopností vyrábět díly s výjimečnou pevností, lehkou konstrukcí a minimálním odpadem. Mění pravidla hry pro průmyslová odvětví, jako je letectví, automobilový průmysl a zdravotnictví, kde poptávka po vysoce výkonných materiálech a komponentech na míru neustále roste.

laserová aditivní výroba (LAM)

Typy a složení kovových prášků v LAM

Jedním z rozhodujících prvků v systému LAM je použitý kovový prášek. Výběr prášku významně ovlivňuje vlastnosti, kvalitu a výkonnost konečného výrobku. Zde je podrobný pohled na některé konkrétní modely kovových prášků:

Kovový prášekSloženíVlastnostiCharakteristika
Ti6Al4V (slitina titanu)90% Titan, 6% Hliník, 4% VanadVysoká pevnost, nízká hmotnostVynikající odolnost proti korozi, biokompatibilní
Nerezová ocel 316L17% Chrom, 12% Nikl, 2% Molybden, ŽelezoVysoká tažnost, odolnost proti koroziNemagnetické, snadno svařitelné
Inconel 718Nikl, chrom, železo, niobOdolnost proti vysokým teplotámVynikající mechanické vlastnosti při vysokých teplotách
AlSi10Mg (hliníková slitina)89% hliník, 10% křemík, 1% hořčíkLehký, dobrá tepelná vodivostDobrá svařitelnost, vysoká únavová pevnost
CoCr (kobalt-chromová slitina)Kobalt, ChromOdolnost proti opotřebení, vysoká pevnostBiokompatibilní, vynikající odolnost proti korozi
Maraging Steel (18Ni300)18% nikl, 12% kobalt, 4% molybdenVysoká pevnost, houževnatostDobrá rozměrová stabilita, svařitelnost
MěďČistá měďVynikající elektrická vodivostDobrá tepelná vodivost, antibakteriální vlastnosti
Nástrojová ocel H13Železo, 5% Chrom, 1% Molybden, 1% VanadVysoká houževnatost, tepelná odolnostDobrá odolnost proti opotřebení, vysoká tvrdost
Ni625 (slitina niklu)58% nikl, 21% chrom, 9% molybdenVysoká odolnost proti korozi, pevnostDobrá svařitelnost, odolnost proti oxidaci
BronzMěď, cín 12%Dobrá odolnost proti opotřebení, nízké třeníVynikající obrobitelnost, odolnost proti korozi

Aplikace z Laserová aditivní výroba (LAM)

Díky své univerzálnosti je LAM vhodný pro širokou škálu aplikací v různých průmyslových odvětvích. Zde jsou některé z hlavních způsobů použití:

PrůmyslaplikacePopis
AerospaceSoučásti motoru, konstrukční dílyLehké a pevné díly se složitou geometrií
Automobilový průmyslZakázkové díly, lehké komponentyVysoce výkonné díly, které snižují hmotnost vozidla a zvyšují jeho účinnost.
LékařskýImplantáty, protézy, chirurgické nástrojeBiokompatibilní zařízení na míru, která zlepšují výsledky pacientů
EnergieLopatky turbíny, výměníky teplaTrvanlivé komponenty pro energetické systémy odolné vůči vysokým teplotám
NástrojeFormy, zápustky, přípravkyPřesné nástroje, které zlepšují výrobní procesy
ElektronikaChladiče, konektoryEfektivní tepelný management a přesné elektronické komponenty
ŠperkyVlastní vzory, složité vzoryVysoce detailní šperky na míru
ObranaLehké brnění, součásti zbraníVysoce odolné a trvanlivé díly pro obranné aplikace
ArchitekturaKonstrukční prvky, umělecké prvkyJedinečné, komplexní návrhy pro moderní architektonické projekty
Spotřební zbožíZboží na zakázku, složité vzoryPersonalizované produkty se složitými detaily

Specifikace, velikosti, třídy a normy kovových prášků

Každý kovový prášek používaný v LAM musí splňovat specifické normy a specifikace, aby byl zajištěn optimální výkon a kvalita. Zde je komplexní pohled na tyto aspekty:

Kovový prášekVelikost částicTřídaStandard
Ti6Al4V15-45 µm5. třídaASTM B348, ISO 5832-3
Nerezová ocel 316L15-45 µmTřída 316LASTM A240, ISO 5832-1
Inconel 71815-53 µmTřída 718AMS 5662, ASTM B637
AlSi 10Mg20-63 µmTřída 10MgISO 3522, EN 1706
CoCr10-45 µmF75, F799ASTM F75, ISO 5832-4
Maraging Steel 18Ni30015-45 µmTřída 300AMS 6514, ASTM A538
Měď20-45 µmOFHCASTM F68, ISO 197-1
Nástrojová ocel H1315-45 µmH13ASTM A681, DIN 1.2344
Ni62515-53 µmTřída 625AMS 5666, ASTM B446
Bronz20-45 µmC90700ASTM B427, SAE J461

Dodavatelé a ceny kovových prášků

Ceny a dostupnost kovových prášků se mohou lišit v závislosti na dodavateli a specifických požadavcích procesu LAM. Zde je seznam některých dodavatelů a přehled cenových údajů:

DodavatelKovový prášekCena za kgDostupnost
HöganäsTi6Al4V$300Globální
Přísada pro tesařeNerezová ocel 316L$200Globální
Technologie LPWInconel 718$400Globální
AP&CAlSi 10Mg$150Globální
SandvikCoCr$350Globální
GKN HoeganaesMaraging Steel 18Ni300$250Globální
TeknaMěď$100Globální
RenishawNástrojová ocel H13$200Globální
OerlikonNi625$450Globální
ErasteelBronz$180Globální

Porovnání výhod a nevýhod různých kovových prášků

Pochopení výhod a omezení různých kovových prášků má zásadní význam pro výběr správného materiálu pro konkrétní aplikace v LAM. Zde je srovnávací přehled:

Kovový prášekVýhodyNevýhody
Ti6Al4VVysoký poměr pevnosti k hmotnosti, odolnost proti koroziDrahé, vyžaduje opatrné zacházení při zpracování
Nerezová ocel 316LOdolnost proti korozi, dobrá tažnostNižší pevnost ve srovnání s některými jinými slitinami
Inconel 718Vynikající výkon při vysokých teplotáchVysoké náklady, obtížné obrábění
AlSi 10MgLehké, dobré tepelné vlastnostiNižší pevnost ve srovnání s ocelovými slitinami
CoCrBiokompatibilní, vysoká odolnost proti opotřebeníDrahé, obtížně zpracovatelné
Maraging Steel 18Ni300Vysoká pevnost, houževnatostVyžaduje následné tepelné zpracování
MěďVynikající elektrická a tepelná vodivostSnadno oxiduje, není tak pevný jako jiné kovy
Nástrojová ocel H13Vysoká houževnatost, tepelná odolnostVyžaduje tepelné zpracování, může být obtížně obrobitelný
Ni625Vysoká pevnost a odolnost proti koroziVelmi drahé, obtížně zpracovatelné
BronzDobrá obrobitelnost, odolnost proti opotřebeníNižší pevnost, může být dražší než ocel

Výhody Laserová aditivní výroba (LAM)

Laserová aditivní výroba nabízí několik významných výhod, díky nimž je preferována v různých průmyslových odvětvích:

  1. Svoboda designu: LAM umožňuje vytvářet složité geometrie, které jsou tradičními metodami nemožné nebo velmi nákladné. To otevírá nové možnosti v oblasti designu a inovací výrobků.
  2. Efektivita materiálu: Systém LAM používá pouze nezbytné množství materiálu, čímž snižuje množství odpadu a šetří náklady. To je výhodné zejména u drahých materiálů, jako je titan a slitiny niklu.
  3. Přizpůsobení: Umožňuje výrobu dílů na míru podle konkrétních požadavků, například lékařských implantátů navržených tak, aby dokonale odpovídaly anatomii pacienta.
  4. Rychlost: Systém LAM může výrazně zkrátit dobu od návrhu po výrobu, čímž se urychlí vývoj výrobku a doba jeho uvedení na trh.
  5. Pevnost a odolnost: Díly vyrobené pomocí LAM často vykazují lepší mechanické vlastnosti, jako je vyšší pevnost a lepší odolnost proti únavě, než díly vyrobené tradičními výrobními metodami.

Nevýhody laserové aditivní výroby (LAM)

Navzdory mnoha výhodám má LAM také některá omezení, která je třeba vzít v úvahu:

  1. Vysoká cena: Počáteční investice do vybavení a materiálů pro LAM může být značná, což může být pro malé podniky neúnosné.
  2. Omezení materiálu: Ne všechny materiály jsou vhodné pro LAM a sortiment dostupných prášků může být omezený.
  3. Povrchová úprava: Díly vyráběné metodou LAM mohou vyžadovat další dodatečné zpracování, aby bylo dosaženo požadované povrchové úpravy a přesnosti.
  4. Omezení velikosti: Objem výroby strojů LAM může být omezený, což ztěžuje výrobu velmi velkých dílů.
  5. Složitost procesu: LAM vyžaduje vysokou úroveň odborných znalostí a pečlivou kontrolu procesních parametrů, aby byla zajištěna kvalita a konzistence.
laserová aditivní výroba (LAM)

FAQ

OtázkaOdpovědět
Co je to Laserová aditivní výroba (LAM)?LAM je technologie 3D tisku, která využívá vysoce výkonný laser ke spojování kovových prášků do přesných a složitých součástí.
Jaké materiály lze použít v systému LAM?V LAM lze použít různé kovové prášky, jako jsou slitiny titanu, nerezové oceli, slitiny niklu, slitiny hliníku, kobalt-chrom, měď a nástrojové oceli.
Jaké jsou výhody technologie LAM oproti tradiční výrobě?LAM nabízí volnost konstrukce, efektivitu materiálu, přizpůsobení, rychlost a vynikající mechanické vlastnosti, takže je ideální pro složité a vysoce výkonné díly.
Jaké jsou běžné aplikace LAM?LAM se používá v letectví, automobilovém průmyslu, zdravotnictví, energetice, nástrojářství, elektronice, šperkařství, obraně, architektuře a spotřebním zboží pro různé vysoce výkonné díly.
Jaká jsou omezení systému LAM?LAM může být nákladná, má materiálová omezení, může vyžadovat následné zpracování povrchu, má rozměrová omezení a vyžaduje vysokou úroveň odborných znalostí.
Jak systém LAM zlepšuje efektivitu využití materiálu?LAM používá k výrobě dílu pouze nezbytné množství materiálu, čímž snižuje množství odpadu a šetří náklady, zejména u drahých materiálů.
Pro jaká odvětví je LAM nejpřínosnější?Odvětví, jako je letectví, automobilový průmysl, zdravotnictví a energetika, mají z LAM významný prospěch díky své schopnosti vyrábět vysoce výkonné komponenty na míru.
Je systém LAM vhodný pro velkovýrobu?Systém LAM je ideální pro malé až středně velké výrobní série, zejména pro složité a přizpůsobené díly, ale pro velmi rozsáhlou výrobu může být omezený.
Jaké je cenové rozpětí kovových prášků používaných ve výfukových plynech?Cena kovových prášků se velmi liší, od přibližně $100 za kg u běžných materiálů, jako je měď, až po více než $450 za kg u specializovaných slitin, jako je Ni625.
Jak společnost LAM zajišťuje kvalitu a konzistenci dílů?LAM vyžaduje pečlivou kontrolu procesních parametrů, vysoce kvalitní kovové prášky a někdy i následné zpracování, aby byla zajištěna kvalita a konzistence dílů.

Závěr

Laserová aditivní výroba (LAM) představuje významný skok vpřed voblasti výroby kovů. Díky své schopnosti vyrábět složité geometrie, snižovat množství odpadu a nabízet vynikající vlastnosti materiálů mění LAM průmyslová odvětví a posouvá hranice možností ve výrobě. S rozvojem technologie a její dostupností se bude její využití jen rozšiřovat, čímž se LAM stane nedílnou součástí budoucnosti výroby.

znát více procesů 3D tisku

Sdílet na

Facebook
Cvrlikání
LinkedIn
WhatsApp
E-mailem

MET3DP Technology Co., LTD je předním poskytovatelem řešení aditivní výroby se sídlem v Qingdao v Číně. Naše společnost se specializuje na zařízení pro 3D tisk a vysoce výkonné kovové prášky pro průmyslové aplikace.

Dotaz k získání nejlepší ceny a přizpůsobeného řešení pro vaše podnikání!

Související články

Získejte Metal3DP
Produktová brožura

Získejte nejnovější produkty a ceník