激光大戰(zhàn)：華曙高科推出八激光、可連續(xù)生產(chǎn)的金屬3D打印機(jī)

2024年3月，南極熊獲悉，中國(guó)工業(yè)金屬增材制造系統(tǒng)生產(chǎn)商華曙高科推出了其 FS721M-8-CAMS（連續(xù)增材制造解決方案）配備八激光 ，這是現(xiàn)有最大的金屬粉末床融合制造解決方案之一。新型FS721M-8-CAMS 系統(tǒng)是專為批量生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的連續(xù)系統(tǒng)，它具有一個(gè)傳送帶，可在第二個(gè)打印件開始時(shí)將前一個(gè)打印件傳輸?shù)椒种д�，旨在提高吞吐量和機(jī)器利用率。



粉末床熔融打印種有近三分之二的時(shí)間都花在鋪料上。華曙高科目前正在研究鋪料過(guò)程的基本原理，了解它如何改變零件和機(jī)器的成本。新系統(tǒng)的構(gòu)建體積為 720 x 420 x 390 毫米，打印速度可達(dá)每小時(shí) 300 立方厘米，公司改進(jìn)了掃描策略和參數(shù)以優(yōu)化生產(chǎn)力，包括在重疊打印區(qū)域使用多個(gè)激光器。此外，該公司還對(duì)鋪料機(jī)構(gòu)和氣流進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

●連續(xù)快速生產(chǎn)
FS721M-8-CAMS 集成了華曙高科的 CAMS 概念，配備了內(nèi)部輸送系統(tǒng)和獨(dú)特的可更換墨盒，允許將完成的構(gòu)建墨盒快速傳輸?shù)蕉栊苑种д�，將第二個(gè)構(gòu)建墨盒加載到系統(tǒng)，并開始下一次打印。這種高效的可更換墨盒策略可最大限度地延長(zhǎng)機(jī)器“激光開啟”時(shí)間、連續(xù)生產(chǎn)能力和密集的制造周轉(zhuǎn)率，同時(shí)最大限度地減少作業(yè)之間的機(jī)器停機(jī)時(shí)間。

FS721M-8-CAMS配備了 720 x 420 x 390mm 的擴(kuò)展矩形成型缸和八個(gè)光纖激光器，可將生產(chǎn)率提高至 300cm3/h，并降低每個(gè)零件的生產(chǎn)成本。


△華曙高科的FS721M-CAMS系統(tǒng)

●高質(zhì)量
FS721M-8-CAMS 具有許多增強(qiáng)零件質(zhì)量和可重復(fù)性的功能，包括高性能數(shù)字光學(xué)、定制的多激光掃描策略和工藝參數(shù)，確保多激光重疊區(qū)域的更高生產(chǎn)率和均勻性能。該公司還提供先進(jìn)的多激光校準(zhǔn)工具，用于重疊校準(zhǔn)。

更新的腔室功能包括多層氣流和風(fēng)墻設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、清潔的操作。新的鋪料機(jī)設(shè)計(jì)提高了整個(gè)構(gòu)建區(qū)域的粉末表面平整度和一致性。

●使用方便
先進(jìn)的閉環(huán)粉末處理系統(tǒng)在全封閉的惰性環(huán)境下集成了多種粉末工藝，包括粉末回收、儲(chǔ)存、篩分和粉末供應(yīng)。集成的永久過(guò)濾模塊還降低了運(yùn)營(yíng)成本，并提高了操作的簡(jiǎn)便性和安全性。

FS721M-8-CAMS 由華曙高科的 MakeStar 軟件提供支持，該軟件提供強(qiáng)大的構(gòu)建過(guò)程控制和構(gòu)建環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括激光功率、氣流、溫度、濕度和許多其他功能。

激光大戰(zhàn)
如今人們的研究正從面向?qū)嶒?yàn)室的打印機(jī)逐步過(guò)渡到面向制造的打印機(jī)，對(duì)于實(shí)際制造來(lái)說(shuō)，機(jī)器的高利用率和產(chǎn)量至關(guān)重要。機(jī)器花費(fèi)如此多的時(shí)間來(lái)加熱、冷卻、鋪料，以至于打印機(jī)無(wú)法連續(xù)運(yùn)行，并且在后處理上花費(fèi)了大量的時(shí)間。許多開發(fā)商已經(jīng)意識(shí)到了這一點(diǎn)，對(duì)打印機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化，為機(jī)器的連續(xù)性生產(chǎn)開辟了道路。

●雷尼紹的Tempus方法做出了相當(dāng)大的優(yōu)化，將構(gòu)建時(shí)間縮短了一半：TEMPUS 技術(shù)是一種適用于RenAM500 系列金屬增材制造 (AM) 系統(tǒng)的新型掃描算法，可在不影響零件質(zhì)量的情況下大幅提高增材制造生產(chǎn)率。它在鋪料機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)期間啟用激光操作，有望節(jié)省大量時(shí)間和成本，有可能將整個(gè)周期的構(gòu)建時(shí)間縮短高達(dá)50%。


△雷尼紹Tempus方法，構(gòu)建時(shí)間縮短高達(dá)50%

●AddUp研發(fā)模塊化設(shè)備，推動(dòng)工廠的連續(xù)生產(chǎn)計(jì)劃：例如模塊化FormUp 350是一個(gè)開放式LPBF平臺(tái)，可為用戶帶來(lái)安全性保障和高生產(chǎn)力。系統(tǒng)采用了“獨(dú)特的”滾筒技術(shù)，可以使打印床的密度提高20%，從而獲得更好的表面光潔度、精細(xì)的特征分辨率以及實(shí)現(xiàn)極端無(wú)支撐懸垂的能力。FormUp 350還具有雙向鋪料系統(tǒng)，粉末鋪設(shè)速度提高了40%，用戶可以直接調(diào)控160個(gè)參數(shù)、具有多達(dá)四個(gè)500W 激光器、用戶友好的界面和機(jī)器進(jìn)料。


△模塊化

許多公司還專注于過(guò)程監(jiān)控、3D打印的“軟件化”以及更好的后處理設(shè)備等，這些優(yōu)化措施都會(huì)對(duì)打印機(jī)連續(xù)生產(chǎn)提供幫助。所有這些方法共同將有助于降低零件成本并有助于 3D 打印的工業(yè)化。為了顯著改進(jìn)機(jī)器，需要探索所有這些路徑。僅靠更多的激光器、機(jī)器的自動(dòng)化、基于軟件的優(yōu)化以及模塊化，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的

展望未來(lái)，決定是只制造一個(gè)基本的“盒子”還是開發(fā)具有廣泛處理能力的更復(fù)雜的機(jī)器變得至關(guān)重要。集成更多的自動(dòng)化可以使設(shè)備效率更高，但成本也更高。擁有更好的軟件可能是比添加更多激光器更具成本效益的解決方案。如今已經(jīng)到了一個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻，基于視覺的思維、合作伙伴關(guān)系和自我認(rèn)知將顯著塑造 3D 打印金屬市場(chǎng)的未來(lái)。

到目前為止，大多數(shù)公司都是依據(jù)零件或規(guī)格進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。展望未來(lái)，南極熊希望看到一些公司研發(fā)的最有效的優(yōu)化策略應(yīng)用到打印機(jī)上！