多激光無縫拼接的大尺寸粉末床激光熔融設(shè)備是怎么工作的？

粉末床激光熔融設(shè)備要做大，勢必需要多臺激光器，多振鏡分區(qū)同時掃描成型，需要攻克多激光聚焦光斑定位精度、激光功率一致性、多光束無縫拼接、多象限加工重合區(qū)制造質(zhì)量控制以及大功率長時間工作條件下的光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制等眾多技術(shù)難題，才能為實(shí)現(xiàn)大型復(fù)雜金屬零件的高效率、高精度、高性能成型提供基礎(chǔ)保障。下面以SLM 800為例來看看大尺寸粉末床設(shè)備是怎么工作的。

SLM 800是德國金屬3D打印公司SLM Solutions在法蘭克福3D打印展上新推出的機(jī)型，一款大尺寸可擴(kuò)展的金屬3D打印機(jī)。

這款機(jī)器的突破之處在于減少了人直接參與后續(xù)工作的機(jī)會，SLM 800配置了自動化處理站，可以自動處理開箱、預(yù)熱、冷卻、粉末移除和粉末轉(zhuǎn)移等過程。此外，該系統(tǒng)還集成了永久性過濾技術(shù)，熔池監(jiān)測（MPM），多激光功率監(jiān)測（LPM），優(yōu)化機(jī)器控制軟件和真空可選粉末供料單元（PSV）等技術(shù)。

除了SLM Solutions之外，其他多激光系統(tǒng)還包括EOS、通快、Additive Industries、GE、雷尼紹等。

EOS M 400-4是高性能粉末床金屬激光熔融系統(tǒng)的最新機(jī)型。該系統(tǒng)的體積大，為400x400x400毫米，配有四臺獨(dú)立的400瓦激光器，每一臺激光器負(fù)責(zé)250×250毫米面積的加工，其中有50毫米的重疊部分。卓越的光路和電力穩(wěn)定性可確保實(shí)現(xiàn)最高的直接金屬激光燒結(jié)部件品質(zhì)。該系統(tǒng)基于完全成熟且已獲驗(yàn)證的EOS M 290技術(shù)工藝，其將創(chuàng)新提升至新的生產(chǎn)水平，產(chǎn)能提高至四倍。因此，該系統(tǒng)是對金屬部件生產(chǎn)速度有更高要求的增材制造應(yīng)用的完美之選。

通快配有三500w激光器的TruPrint 5000金屬增材制造系統(tǒng)。該系統(tǒng)可自動計算理想的激光路徑，這些光源能夠確定多個路徑，然后通過單一激光束完成單個組件的外輪廓，實(shí)現(xiàn)無縫銜接，成型尺寸為∅300x400mm。

Additive Industries集成式增材制造系統(tǒng)MetalFAB1，該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，包含了多個帶內(nèi)置粉末處理功能的構(gòu)建室，可以實(shí)現(xiàn)在一臺機(jī)器上同時使用4種材料而不會出現(xiàn)交叉污染。基于多激光器的粉末床熔化3D打印是其中的核心工藝，此外系統(tǒng)中還集成了自動化的熱處理模塊、交換模塊、存儲模塊。

GE基于ATLAS項目的模塊化可擴(kuò)展的金屬增材制造系統(tǒng)，具有可擴(kuò)展的架構(gòu)，能夠?qū)�Z軸增加到1.0m及以上。機(jī)器配備最新的1KW激光器，運(yùn)行狀況可進(jìn)行監(jiān)測，構(gòu)建體積為1100x1100x300mm。

雷尼紹（Renishaw）多激光增材生產(chǎn)機(jī)器Renam 500Q，帶四個激光器的RenAM 500Q能充分利用標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建空間，最多可同時打印四個零件，或很快地打印出單個部件。該系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)在于“大幅度降低成本，同時保持與標(biāo)準(zhǔn)的單激光系統(tǒng)一樣的質(zhì)量和精度”。

來源：3D打印技術(shù)參考
延伸閱讀：
德國SLM Solutions參展formnext2017，大尺寸金屬3D打印機(jī)