Lasery pro 3D tisk kovů

3D tisk tvoří velký podíl v nastupujícím Průmyslu 4.0 (čtvrté průmyslové revoluci), pro který je typický trend digitalizace a automatizace výroby. První 3D tiskárny byly vynalezeny již na konci 80. let, skutečný boom nastal však až po vypršení jednoho z klíčových patentů v roce 2009, kdy se díky zvýšené konkurenci staly 3D tiskárny levnějšími a dostupnějšími.

Současným trendem je přechod od rychlého prototypování (Rapid Prototyping, RP), které slouží k rychlé výrobě prototypových dílů z kovu, k aditivní výrobě (Additive Manufacturing, AM) a také rostoucí využití 3D tisku v různých průmyslových odvětvích. I přes poměrně vysoké investiční náklady na zařízení, má 3D tisk kovů již své zavedené místo v automobilovém, leteckém a lékařském průmyslu a v dalších odvětvích.

Podívejte se také na produkty a služby, které v oblasti 3D tisku kovů nabízí LASCAM systems.

Technologie 3D tisku kovů

Zařízení pro 3D tisk kovů (Metal 3D printing) se dělí dle technologie,  kterou využívají, přičemž každá z technologií má své silné i slabé stránky. Jedná se o velmi podobné principy, které se liší v technických detailech a názvech technologií, jež si firmy původně nechaly patentovat.

Nejpopulárnější je skupina pracující s principem laserového spékaní kovů (Laser sintering, LS).

Do této skupiny se řadí:

• selektivní laserové tání (Selective Laser Melting, SLM)
• selektivní laserové spékání (Selective Laser Sintering, SLS)
• přímé kovové laserové spékání (Direct Metal Laser Sintering, DMLS)
• technologie společnosti Concept Laser Laser Cusing (LC)

Dalším využívaným způsobem je tavení elektronovým paprskem (Electron Beam Melting, EBM), které se používá pro ještě detailnější a přesnější strukturu obrobku.

Výhody 3D tisku kovů:

• Redukce nákladů na nástroje a zařízení – součásti mohou být vyrobeny přímo bez použití dalších speciálních nástrojů a obráběcích strojů
• Ekologicky šetrný proces – dochází k celkovému snížení nároků na množství materiálu, na rozdíl od klasických metod využije 3D tisk až 98% materiálu
• Rychlejší výroba – 3D tiskem kovů lze dosáhnout vyšší efektivity využití času
• Nové konstrukční možnosti – výroba vysoce komplexních geometrických tvarů
• Vysoká pevnost a kvalita tištěné součásti

Aplikace 3D tisku kovů:

• Automobilový průmysl – prototypová výroba se v současnosti rozšiřuje do sériové výroby (výroba  komponentů motoru, karosérie, chladicích kanálů, nosných dílů, dílů vnitřního prostoru, atd.)
• Letecký průmysl – technologie již využívána pro opravy a sériovou výrobu (výroba odlehčených součástí (úspora hmotnosti = úspora paliva) jako jsou lopatky turbín motorů, části palivových systémů, atd.)
• Výroba forem – vytvoření chladicích kanálů, které kopírují tvar výlisku a následná větší produktivita výroby, delší životnost formy a nižší zmetkovitost díky lepšímu chlazení formy
• Zdravotnictví – výroba vysoce kvalitních zubních komponent (korunek, šroubů, můstků), kostních náhrad, netypických prototypů implantátů a nástrojů, atd.
• Umělecké obory – využití v průmyslových oborech jako je architektura, šperkařství a zábavní průmysl díky novým možnostem designu

Selective Laser Sintering

Znázornění procesu selektivního laserového spékání (Selective Laser Sintering, SLS)