Laserový paprsek Powder Bed Fusion (PBF-LB)

Obsah

Laserový paprsek Powder Bed Fusion (PBF-LB) je špičková technologie aditivní výroby, která přináší revoluci v průmyslu. Tento článek se zabývá specifiky PBF-LB, včetně různých používaných kovových prášků, jejich vlastností, aplikací, výhod a nevýhod. Vydejme se na tuto cestu, abychom pochopili složitosti a příležitosti, které PBF-LB představuje.

Přehled fúze práškového lože laserovým paprskem (PBF-LB)

Laser Beam Powder Bed Fusion (PBF-LB) je pokročilá technologie 3D tisku, která využívá vysoce výkonný laser ke spojování částic kovového prášku vrstvu po vrstvě a vytváří složité a přesné kovové díly. Je široce využívána v leteckém, automobilovém, zdravotnickém a dalším high-tech průmyslu.

LPBF proces

Modely kovových prášků pro PBF-LB

  1. Inconel 718
  • Složení: Superslitina na bázi niklu s významným množstvím chromu, železa a niobu.
  • Vlastnosti: Vynikající pevnost v tahu, odolnost proti tečení a korozi.
  • Aplikace: Turbínových lopatek, leteckých komponentů a jaderných reaktorů.
  1. Ti-6Al-4V (slitina titanu)
  • Složení: Slitina titanu s hliníkem 6% a vanadem 4%.
  • Vlastnosti: Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti, biokompatibilita a odolnost proti korozi.
  • Aplikace: Lékařské implantáty, letecké komponenty a vysoce výkonné automobilové díly.
  1. Nerezová ocel 316L
  • Složení: Slitina železa s chromem, niklem a molybdenem.
  • Vlastnosti: Vynikající odolnost proti korozi, dobrá svařitelnost a vysoká tažnost.
  • Aplikace: Chirurgické nástroje, zařízení pro zpracování chemikálií a námořní aplikace.
  1. AlSi10Mg (hliníková slitina)
  • Složení: Slitina hliníku s křemíkem a hořčíkem.
  • Vlastnosti: Lehký, s vysokou tepelnou vodivostí a dobrými mechanickými vlastnostmi.
  • Aplikace: Automobilové díly, letecké součástky a výměníky tepla.
  1. CoCr (kobalt-chromová slitina)
  • Složení: Slitina kobaltu s významným obsahem chromu.
  • Vlastnosti: Vysoká odolnost proti opotřebení, biokompatibilita a dobré mechanické vlastnosti.
  • Aplikace: Zubní implantáty, ortopedické implantáty a lopatky turbín.
  1. Nástrojová ocel H13
  • Složení: Chromová žárovzdorná ocel s molybdenem a vanadem.
  • Vlastnosti: Vysoká tvrdost, odolnost proti tepelné únavě a houževnatost.
  • Aplikace: Vstřikovací formy, formy pro tlakové lití a vytlačovací nástroje.
  1. Měď
  • Složení: Čistá měď nebo slitiny mědi.
  • Vlastnosti: Vynikající tepelná a elektrická vodivost.
  • Aplikace: Chladiče, elektrické komponenty a vodovodní zařízení.
  1. Maraging Steel
  • Složení: Slitina železa a niklu s kobaltem, molybdenem a titanem.
  • Vlastnosti: Velmi vysoká pevnost, houževnatost a dobrá svařitelnost.
  • Aplikace: Letecké komponenty, nástroje a vysoce výkonná ozubená kola.
  1. Slitina niklu 625
  • Složení: Superslitina na bázi niklu s chromem, molybdenem a niobem.
  • Vlastnosti: Vynikající odolnost proti korozi a vysoká pevnost.
  • Aplikace: Námořní aplikace, chemické zpracování a letecké komponenty.
  1. Nerezová ocel 316L
    • Složení: Slitina železa s chromem, niklem a molybdenem.
    • Vlastnosti: Vynikající odolnost proti korozi, dobrá svařitelnost a vysoká tažnost.
    • Aplikace: Chirurgické nástroje, zařízení pro zpracování chemikálií a námořní aplikace.

Tabulka kovových prášků pro PBF-LB

Kovový prášekSloženíVlastnostiAplikace
Inconel 718Nikl, chrom, železo, niobPevnost v tahu, odolnost proti tečení, odolnost proti koroziLopatky turbín, letecký průmysl, jaderné reaktory
Ti-6Al-4VTitan, hliník, vanadpoměr pevnosti a hmotnosti, biokompatibilita, odolnost proti koroziLékařské implantáty, letecký a automobilový průmysl
Nerezová ocel 316LŽelezo, chrom, nikl, molybdenOdolnost proti korozi, svařitelnost, tažnostChirurgické nástroje, chemická zařízení, lodní
AlSi 10MgHliník, křemík, hořčíkLehkost, tepelná vodivost, mechanické vlastnostiAutomobilový průmysl, letecký průmysl, výměníky tepla
CoCrKobalt, ChromOdolnost proti opotřebení, biokompatibilita, mechanické vlastnostiZubní implantáty, ortopedické implantáty, lopatky turbín
Nástrojová ocel H13Chrom, molybden, vanadTvrdost, odolnost proti tepelné únavě, houževnatostVstřikovací formy, formy na tlakové lití, vytlačovací nástroje
MěďČistá měď nebo slitiny mědiTepelná a elektrická vodivostChladiče, elektrické komponenty, vodovodní armatury
Maraging SteelŽelezo, nikl, kobalt, molybden, titanVelmi vysoká pevnost, houževnatost, svařitelnostLetecké komponenty, nástroje, vysoce výkonná ozubená kola
Slitina niklu 625Nikl, chrom, molybden, niobOdolnost proti korozi, vysoká pevnostNámořní aplikace, chemické zpracování, letectví a kosmonautika
Nerezová ocel 316LŽelezo, chrom, nikl, molybdenOdolnost proti korozi, svařitelnost, tažnostChirurgické nástroje, chemická zařízení, lodní

Aplikace z Laserový paprsek Powder Bed Fusion (PBF-LB)

Technologie PBF-LB je velmi univerzální a nachází uplatnění v různých průmyslových odvětvích. Zde je podrobný přehled, kde a jak se tato technologie používá:

PrůmyslAplikace
AerospaceLopatky turbíny, konstrukční součásti, části motoru, palivové trysky
Automobilový průmyslSoučásti motoru, lehké konstrukce, výfukové systémy
LékařskýImplantáty (zubní, ortopedické), chirurgické nástroje, protetika
Zubní lékařstvíKorunky, můstky, zubní implantáty
NástrojeVstřikovací formy, formy na tlakové lití, vytlačovací nástroje
EnergieSoučásti turbín, výměníky tepla, vrtné nástroje
ObranaLehké pancíře, konstrukční součásti, součásti zbraní
ElektronikaChladiče, pouzdra, konektory
ŠperkyVlastní vzory, složité vzory, vysoce kvalitní povrchová úprava

Výhody fúze práškového lože laserovým paprskem (PBF-LB)

  1. Složité geometrie
  • Technologie PBF-LB umožňuje vytvářet složité a komplexní geometrie, které by bylo nemožné nebo velmi nákladné vyrobit tradičními výrobními metodami.
  1. Efektivita materiálu
  • Tato technologie je vysoce materiálově úsporná, protože používá pouze nezbytné množství kovového prášku, čímž minimalizuje množství odpadu a snižuje náklady.
  1. Přizpůsobení a flexibilita
  • PBF-LB nabízí bezkonkurenční přizpůsobení, takže je ideální pro výrobu dílů na míru podle konkrétních požadavků.
  1. Vysoce kvalitní výstup
  • Díly vyráběné společností PBF-LB jsou vysoce kvalitní a mají vynikající mechanické vlastnosti, které zajišťují jejich trvanlivost a výkon.
  1. Zkrácení doby výroby
  • Možnost vyrábět díly přímo z digitálních návrhů výrazně zkracuje dobu od návrhu k výrobě.

Nevýhody fúze práškového lože laserovým paprskem (PBF-LB)

  1. Vysoké počáteční náklady
  • Náklady na zřízení strojů PBF-LB jsou vysoké, což může být překážkou pro malé a střední podniky.
  1. Omezení materiálu
  • Ne všechny materiály lze zpracovat pomocí PBF-LB, což v některých případech omezuje jeho použitelnost.
  1. Požadavky na následné zpracování
  • Díly často vyžadují rozsáhlé následné zpracování, jako je tepelné zpracování a povrchová úprava, což prodlužuje celkovou dobu výroby a zvyšuje náklady.
  1. Problémy při manipulaci s práškem
  • Manipulace s kovovými prášky a jejich recyklace může být náročná a vyžaduje přísné bezpečnostní protokoly, aby se zabránilo kontaminaci a ohrožení zdraví.

Specifikace a normy pro PBF-LB

Při práci se společností PBF-LB je nezbytné dodržovat specifické normy a specifikace, aby byla zajištěna kvalita a konzistence. Zde se podívejte na některé klíčové parametry:

SpecifikacePodrobnosti
Tloušťka vrstvyObvykle se pohybuje v rozmezí 20 až 100 mikronů.
Výkon laseruOd 200 do 1000 wattů
Objem sestaveníZáleží na stroji, běžně 250x250x300 mm až 400x400x400 mm.
Hustota materiáluDosažitelná hustota téměř 100%
Drsnost povrchuObvykle vyžaduje následné zpracování pro hladký povrch.
NormyASTM F2924 (Ti-6Al-4V), ASTM F3055 (Inconel 625), ASTM F3184 (CoCr)

Podrobnosti o dodavatelích a cenách

Pro získání vysoce kvalitních kovových prášků a strojů PBF-LB je zásadní výběr správného dodavatele. Zde je seznam významných dodavatelů a orientační ceny:

DodavatelproduktyCeny (přibližně)
EOSKovové prášky, stroje PBF-LBKovové prášky: Stroje: $300-600/kg, Stroje: $200,000+
Řešení SLMKovové prášky, stroje PBF-LBKovové prášky: Stroje: $250-500/kg, Stroje: $250,000+
RenishawKovové prášky, stroje PBF-LBKovové prášky: Stroje: $200-550/kg, Stroje: $300,000+
Přísady GEKovové prášky, stroje PBF-LBKovové prášky: Stroje: $350-700/kg, Stroje: $500,000+
Přísada pro tesařeKovové práškyKovové prášky: $400-800/kg
Technologie povrchů PraxairKovové práškyKovové prášky: $300-600/kg
Sandvik Kovové práškyKovové prášky: $350-650/kg
Höganäs Kovové práškyKovové prášky: $250-500/kg
3D SystemsKovové prášky, stroje PBF-LBKovové prášky: Stroje: $300-600/kg, Stroje: $350,000+
Materialise Kovové prášky, stroje PBF-LBKovové prášky: Stroje: $250-550/kg: $250,000+

Srovnání výhod a nevýhod

Výhody Laserový paprsek Powder Bed Fusion (PBF-LB)

  1. Flexibilita designu
  • Vytvářejte složité tvary, které nejsou možné při tradiční výrobě.
  1. Efektivita materiálu
  • Minimalizujte množství odpadu použitím pouze potřebného množství prášku.
  1. Přizpůsobení
  • Snadná výroba zakázkových dílů na míru konkrétním potřebám.
  1. Vysoce kvalitní díly
  • Dosahují vynikajících mechanických vlastností a vysoké přesnosti.

Nevýhody laserové fúze v práškovém loži (PBF-LB)

  1. Vysoké náklady
  • Drahé počáteční náklady na instalaci a materiál.
  1. Omezení materiálu
  • Ne všechny materiály jsou vhodné pro PBF-LB.
  1. Následné zpracování
  • Díly často vyžadují výrazné následné zpracování.
  1. Manipulace s práškem
  • Vyžaduje opatrné zacházení a bezpečnostní opatření.
Laserový paprsek Powder Bed Fusion (PBF-LB)

FAQ

OtázkaOdpovědět
Co je PBF-LB?PBF-LB je technologie 3D tisku, která využívá laser ke spojování kovového prášku vrstvu po vrstvě a vytváří tak kovové díly.
Jaké materiály lze použít v PBF-LB?Mezi běžné materiály patří Inconel 718, Ti-6Al-4V, nerezová ocel 316L, AlSi10Mg, CoCr, nástrojová ocel H13, měď, maraging ocel a slitina niklu 625.
Jaká odvětví používají PBF-LB?PBF-LB se používá v leteckém, automobilovém, lékařském, zubním, nástrojářském, energetickém, obranném, elektronickém a šperkařském průmyslu.
Jaké jsou výhody PBF-LB?Mezi výhody patří možnost vytvářet složité geometrie, vysoká efektivita využití materiálu, možnosti přizpůsobení a vysoce kvalitní díly.
Jaká jsou omezení PBF-LB?Mezi omezení patří vysoké počáteční náklady, omezení materiálu, nutnost následného zpracování a problémy při manipulaci s práškem.
Jak si PBF-LB vede ve srovnání s tradičními metodami?PBF-LB nabízí větší flexibilitu konstrukce a efektivitu materiálu, ale ve srovnání s tradičními metodami je spojena s vyššími náklady a vyžaduje následné zpracování.
Jaká je typická tloušťka vrstvy v PBF-LB?Typická tloušťka vrstvy se pohybuje od 20 do 100 mikronů.
Existují normy pro materiály PBF-LB?Ano, normy zahrnují ASTM F2924 pro Ti-6Al-4V, ASTM F3055 pro Inconel 625 a ASTM F3184 pro CoCr.
Jaké následné zpracování je nutné?Mezi běžné kroky následného zpracování patří tepelné zpracování, povrchová úprava a obrábění pro dosažení požadovaných vlastností a povrchové úpravy.
Jak vybrat dodavatele materiálů PBF-LB?Hledejte renomované dodavatele, kteří nabízejí vysoce kvalitní materiály a stroje PBF-LB, s ohledem na faktory, jako jsou ceny, dostupnost a služby podpory.

Závěr

Laser Beam Powder Bed Fusion (PBF-LB) je transformační technologie v oblasti aditivní výroby. Díky své schopnosti vyrábět vysoce komplexní, zakázkové díly s vynikajícími vlastnostmi materiálu je oblíbená v odvětvích vyžadujících přesnost a výkon. Vysoké počáteční náklady a požadavky na následné zpracování však představují pozoruhodné výzvy. S rozvojem technologie můžeme očekávat další zlepšení efektivity, materiálových možností a celkové dostupnosti, což otevírá cestu k ještě širšímu rozšíření.

Neváhejte se ponořit hlouběji do jednotlivých oddílů a prozkoumat uvedené tabulky, abyste pochopili specifika PBF-LB a jeho přínos pro různé aplikace. Ať už jste konstruktér, projektant nebo výrobce, pochopení PBF-LB je nezbytné pro využití jeho plného potenciálu ve vašich projektech.

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