Zalety laserowego wytwarzania przyrostowego

Jeśli mowa o wytwarzaniu przyrostowym, niektórzy mogli o nim nie słyszeć, ale jeśli chodzi o jego inną nazwę: druk 3D, to nikt nie wie.
W rzeczywistości nazwa „wytwarzanie przyrostowe” lepiej opisuje naturę tej metody przetwarzania. Można powiedzieć, że od czasów starożytnych do współczesności, aby zrealizować cel, jakim jest „przetwarzanie prymitywnych materiałów w potrzebne nam kształty”, ludzie zadali sobie wiele trudu. Od epoki kamiennej, rąbanie drewna na włócznie, rąbanie kamienia na siekiery, przez późniejsze toczenie, frezowanie, wiercenie, fazowanie, aż po obróbkę elektrochemiczną, chemiczną, w wysokiej temperaturze, choć proces postępuje, ale idea jest wciąż ta sama, czyli , na różne sposoby, przetwarzanie materiałów jako całości, określonej części, usuwania lub rozkładu.
Powodem, dla którego wytwarzanie przyrostowe nazywa się technologią epokową, jest to, że przypomina bardziej proces „cegiełek”, wykorzystujących sproszkowane materiały jako surowce, poprzez drukowanie warstwa po warstwie w celu skonstruowania potrzebnego nam przedmiotu. Jeśli tradycyjna technologia przetwarzania to „odejmowanie”, to wytwarzanie przyrostowe można nazwać „dodawaniem”. Jedno to „od czegoś do niczego”, a drugie „od niczego do czegoś”, co stanowi rewolucyjną zmianę w myśleniu o produkcji przemysłowej.
Można powiedzieć, że elastyczność i wszechstronność laserów oraz wysoki stopień swobody wytwarzania przyrostowego są idealne. Proces selektywnego osadzania topienia laserowego (selektywne osadzanie ze stopieniem laserowym, SLM) laser może stać się źródłem ciepła o dużej mocy i wysokiej jakości do wytwarzania przyrostowego, niezależnie od tego, czy jest to metal, tworzywa sztuczne, ceramika i inne materiały, może być stopiony przez laser i formowanie warstwowe, a ostatecznie utworzenie pożądanej struktury 3D. Inna technologia formowania utwardzanego światłem (aparat do litografii stereo, SLA) polega na formowaniu za pomocą światła ultrafioletowego lub wiązki laserowej płynnej światłoczułej żywicy utwardzanej promieniowaniem. Od punktu do linii i od linii do powierzchni powstaje pożądana trójwymiarowa struktura.
Części do wytwarzania przyrostowego metodą laserową o drobnej strukturze i doskonałej wydajności są powszechnie stosowane w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, morskim, medycznym i zdrowotnym oraz w innych gałęziach przemysłu, które wymagają wysokiej precyzji i wydajności produktów. Wynika to z następujących zalet laserowego wytwarzania przyrostowego w porównaniu z tradycyjnymi sposobami przetwarzania:
01 Precyzja efektu
Ponieważ produkcja przyrostowa opiera się na układaniu warstwa po warstwie, można wcześniej zaprojektować wymaganą geometrię w oprogramowaniu. Podczas obróbki pomysł „odejmowania” szczegółowej struktury przedmiotu obrabianego lub struktury wnęki może nie być pomocny (choć obecnie istnieją również technologie laserowego grawerowania wewnętrznego, ale zwykle dotyczą one tylko materiałów przezroczystych, istnieją ograniczenia). Jednak w przypadku wytwarzania przyrostowego nawet najdrobniejszą strukturę można rozpocząć od końca „piasku w wieżę”, aby uzyskać efekt przetwarzania.
02 Można jednocześnie dostosowywać i uogólniać
Sama technologia wytwarzania przyrostowego jest bardzo elastyczna i można ją dostosować do konkretnych potrzeb. Na przykład na scenie medycznej pacjenci stomatologiczni muszą dostosować protezę, a produkty ogólne nie mogą być idealnie dostosowane do konkretnego przypadku, można je dostosować w celu wytworzenia powiązanych produktów. W przypadku sprzętu wielkogabarytowego Northwestern Polytechnical University zastosował również proces wytwarzania przyrostowego laserem, aby wyprodukować żebra skrzydełkowe ze stopu TC4 o długości ponad 3 metrów dla COMAC C919. Dane dotyczące wytwarzania przyrostowego są wspomagane przez oprogramowanie, które pozwala na doskonałe odwzorowanie geometrii, rozmiaru i struktury obiektu w kontrolowanych warunkach przetwarzania.
03 Wysokie wykorzystanie materiału
Produkcja przyrostowa to naprawdę „przetwarzanie bezstratne”. W tradycyjnym sensie przetwarzania proces „odejmowania” oznacza, że ​​cięcie, toczenie i grawerowanie nieuchronnie spowoduje powstanie określonej ilości odpadów. Technologia wytwarzania przyrostowego bezpośrednio na żądanie przetwarza materiały, teoretycznie może określić, ile materiału potrzeba do przygotowania, ile, zmniejszając wytwarzanie odpadów. Choć nie można ignorować obecnych kosztów obróbki addytywnej, to jednak „przetwarzanie nieniszczące” będzie przyszłym trendem rozwojowym.
Mówią, że laserowe wytwarzanie przyrostowe jest dobre, w końcu gdzie jest dobre?

W 2022 roku wykorzystanie wytwarzania przyrostowego będzie miało miejsce w trzech najważniejszych branżach, odpowiednio: lotniczym, medycznym i motoryzacyjnym. Jak widać, jeśli chodzi o koszty, obecna produkcja przyrostowa nadal ma pewne ograniczenia, które sprawiają, że nie nadaje się do promocji w branżach, które nie mają wystarczająco wysokich marż zysku. Zamiast nowej metody przetwarzania, produkcja przyrostowa zapewnia rodzaj „myślenia” o zwiększonej wartości dla przemysłu produkcyjnego. Doskonała integracja technologii laserowej i obróbki addytywnej nie będzie ograniczać się tylko do obecnych technik SLM, SLA i innych technik przetwarzania, ale może również otworzyć więcej trybów procesu na drodze „dodawania”.