基于光纤激光的SLS 3D打印系统在大批量生产中具有制造优势
光纤激光器在SLS技术中的应用是一项重要的创新,因为光纤激光器几乎不吸收聚合物。与CO2激光器相比,光纤激光器具有更高的功率、更小的光斑尺寸和更好的稳定性,可以解决后者限制产能和制造质量的关键技术问题。如果光纤激光器能够实现超细、超高速烧结,聚合物增材制造的生产能力和水平将提升到一个新的水平。
基于上述优势,华数高科推出了基于光纤激光的Flight烧结3D打印技术。由于聚合物材料对该波段的材料几乎没有吸收,华数高科在聚合物粉末中添加了“热介质”,提高了聚合物材料吸收光纤激光能量的效率。它开发了新的原料配方和合适的粉末混合工艺,实现了材料对光纤激光能量的有效吸收。
就效率而言,在同一时间段内,Flight技术的产能比传统SLS工艺提高了数倍,比HSS高速烧结工艺提高了三倍。飞行聚合物纤维激光烧结技术使SLS技术在效率、生产能力和打印细节质量方面进入了一个新的发展阶段。
3D打印技术参考注意到,在目前德国法兰克福举行的Formnext展会上,华数高科现场展示了SLS双光纤激光3D打印系统SS403P-2,该系统已被欧洲用户订购。截至目前,包括Flight®华数高科的400尺寸SLS聚合物3D打印设备,包括403P系列,在全球的装机容量超过260台。双光纤激光设备的推出无疑可以进一步提高制造效率。华数高科正在使用稳定成熟的光纤激光器解决方案,为全球众多生产型用户实现高质量终端组件的高效生产。
01
协助工业化批量生产
在正常情况下,追求细节性能会牺牲生产效率,反之亦然。然而,详细的成本核算表明,Flight®403P系列可以平衡生产型用户对效率、质量和成本的终极追求,并可以取代小批量注塑模具业务,协助工业批量生产。
Flight®403P系列的扫描速度超过每秒20米(每秒66英尺),实现了超高的烧结速度,将增材制造能力提升到了一个新的水平。
单激光SLS设备、单激光Flight®设备、双激光Flight™解决方案生产效率对比视频
华数高科技合作伙伴、全球制造业巨头捷普对3D打印组件的经济性进行了详细计算,比较了开模和使用华数3D打印设备生产同一批组件的成本效益:“模具的成本通常为5万美元。当组件数量小于37313时,使用华数的聚合物设备进行3D打印更具成本效益;当元件数量大于37313时,开模生产更合适;如果它与华数的Flight®有关,与其他技术相比,这个临界值将增加到64935
华数聚合物3D打印设备及飞行在捷普生产车间®403P系列设备上的安装和运行
02
强大稳定的激光功率
华曙高科技飞行®403P系列设备使用强大的光纤激光器代替CO₂ 普通激光烧结系统中的激光。与普通CO相比₂ 激光、光纤激光系统为粉末床提供更高的激光功率。光纤激光系统更强大、更稳定、寿命更长,可以提高工业应用客户的投资回报率。
Flight®403P系列具有更均匀的激光能量分布和更小的激光光斑直径。当激光到达粉末床的表面时,它实现了更高的能量密度,使得粉末能够在极短的时间内完全烧结。
03
薄壁最小不超过0.3mm
Flight®403P系列采用独特的扫描算法,强大的全数字动态聚焦系统,并具有参数完全开放的优势。
与普通激光烧结系统相比,Flight® 403P系列能够在加工表面实现更均匀的能量分布,具有更精细的光斑直径,同时确保整个烧结过程中良好的能量渗透。
与其他聚合物粉末床技术相比,Flight®403P系列生产的部件具有更好的细节,达到0.3毫米(0.012英寸)的最小薄壁极限,同时也具有与普通激光烧结部件相同的性能。
04
协助开发新材料
同时,Flight®403P系列凭借其灵活和开源的优势,可以烧结特殊行业的各种材料,为新材料的研发提供了更多的可能性。
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3D打印点阵解决方案的协同开发
展会期间,Hyperanic、BASF Forward AM和华数高科宣布建立合作伙伴关系,结合其在材料、软件和硬件方面的优势,开发和创造高性能、高成功率的晶格结构,为广泛的工业应用提供高度集成和易于操作的解决方案。这种创新伙伴关系代表着增材制造领域的重大进展。
采用巴斯夫Ultrapoint®在华数高科技聚合物激光烧结设备上开发的TPU 88A材料的多样化3D打印晶格结构。(图片来源:华数高科)
这种合作的核心通常被称为Chao®3D Lattice Engine软件,用于更简单、更高效的晶格结构创建。这一过程是由超级计算机软件、巴斯夫Forward AM的高性能材料和晶格添加剂数据库以及华数高科技聚合物激光烧结设备的广泛测试共同实现的。
在此次合作范围内,巴斯夫Ultrapoint将采用®TPU 88A材料,华数聚合物设备印刷的大量晶格结构已经表征并收集了数据,这些数据可以通过Ultrasim®3D lattice Engine软件生成高度可靠的晶格结构。
三方技术合作极大地提高了增材制造中从网格结构设计到印刷工艺的可靠性和实用性,消除了对昂贵专业软件的需求,大大降低了生产成本。Lattice生成解决方案可以惠及更广泛的最终用户:行业最终用户可以根据软件中经过验证的晶格结构和打印工艺参数,开发适合自己项目的晶格应用程序。
Ultrasim®3D Lattice Engine软件基于巴斯夫Forward AM的高性能材料和华数高科的3D打印技术,结合数据驱动方法,将对弹性聚合物的应用产生突破性的影响,可广泛应用于防护设备、座椅和消费品等贴身产品。
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