Selective Laser Melting (SLM) เป็นเทคโนโลยีการผลิตแบบเพิ่มเนื้อที่ล้ำสมัย ซึ่งได้พลิกโฉมอุตสาหกรรมต่างๆ ด้วยความสามารถในการสร้างชิ้นส่วนโลหะที่ซับซ้อนและมีความหนาแน่นสูง ในฐานะซัพพลายเออร์ SLM ชั้นนำ เราเข้าใจถึงบทบาทที่สำคัญของพลังงานเลเซอร์ในกระบวนการ SLM และผลกระทบที่กว้างขวางต่อคุณภาพ ประสิทธิภาพ และความคุ้มทุนของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
พื้นฐานของกระบวนการ SLM
ก่อนที่จะเจาะลึกผลกระทบของพลังงานเลเซอร์ จำเป็นต้องเข้าใจหลักการพื้นฐานของกระบวนการ SLM ก่อน ใน SLM นั้น ลำแสงเลเซอร์พลังงานสูงจะถูกใช้ในการเลือกหลอมและหลอมอนุภาคผงโลหะละเอียดทีละชั้นตามแบบจำลอง 3 มิติ กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยชั้นผงโลหะบางๆ ที่กระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งแท่นสร้าง จากนั้นเลเซอร์จะสแกนหน้าตัดของชิ้นส่วน เพื่อละลายผงในบริเวณที่ต้องการ หลังจากเลเยอร์เสร็จสมบูรณ์ ฐานสร้างจะลดลง และใช้ผงชั้นใหม่ ทำซ้ำขั้นตอนนี้จนกว่าชิ้นส่วนทั้งหมดจะถูกสร้างขึ้น
อิทธิพลหลายแง่มุมของพลังเลเซอร์ต่อกระบวนการ SLM
การหลอมและการแข็งตัว
ผลกระทบโดยตรงประการหนึ่งของพลังงานเลเซอร์ต่อกระบวนการ SLM คือการหลอมและการแข็งตัวของผงโลหะ พลังงานเลเซอร์ที่สูงขึ้นจะให้พลังงานแก่อนุภาคผงมากขึ้น ซึ่งนำไปสู่การหลอมละลายที่ละเอียดยิ่งขึ้น ส่งผลให้เกิดการหลอมรวมที่ดีขึ้นระหว่างชั้นผง ช่วยลดความพรุนของส่วนสุดท้าย ชิ้นส่วนที่หลอมละลายและหลอมละลายอย่างดีจะมีความหนาแน่นสูงกว่าและมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีกว่า เช่น ความแข็งแรงและความแข็งที่เพิ่มขึ้น
อย่างไรก็ตาม พลังงานเลเซอร์ที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดการหลอมละลายมากเกินไป เมื่อพลังงานสูงเกินไป โลหะหลอมเหลวอาจก่อตัวเป็นรูกุญแจขนาดใหญ่หรือทำให้เกิดการกระเด็นมากเกินไป รูกุญแจเหล่านี้สามารถดักจับฟองก๊าซ ทำให้เกิดปัญหาความพรุนในลักษณะตรงกันข้ามกับที่ต้องการ เศษผงยังสามารถปนเปื้อนผงแป้งที่อยู่รอบๆ ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพของชั้นถัดไป และอาจนำไปสู่ข้อบกพร่องในชิ้นส่วนได้
การก่อตัวของโครงสร้างจุลภาค
พลังงานเลเซอร์ยังส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อโครงสร้างจุลภาคของชิ้นส่วนที่พิมพ์ อัตราการป้อนความร้อนและการระบายความร้อนในระหว่างกระบวนการหลอมและการแข็งตัว ซึ่งสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับกำลังแสงเลเซอร์ จะกำหนดขนาดเกรนและสัณฐานวิทยาของโลหะ
ด้วยกำลังเลเซอร์ที่ต่ำกว่า อัตราการเย็นตัวจะค่อนข้างเร็ว ซึ่งส่งเสริมการก่อตัวของโครงสร้างจุลภาคที่มีเนื้อละเอียด วัสดุที่มีเม็ดละเอียดมักจะแสดงคุณสมบัติเชิงกลที่ดีกว่า เช่น ความเหนียวที่ดีขึ้นและความต้านทานต่อความล้า ในทางตรงกันข้าม พลังเลเซอร์ที่สูงขึ้นอาจทำให้อัตราการเย็นตัวช้าลงและการเติบโตของเมล็ดหยาบมากขึ้น โครงสร้างจุลภาคแบบหยาบอาจมีความแข็งแรงและความเหนียวต่ำกว่าเมื่อเทียบกับโครงสร้างจุลภาคแบบละเอียด แม้ว่าบางครั้งอาจมีข้อได้เปรียบในแง่ของประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงก็ตาม
สร้างความเร็ว
ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังเลเซอร์และความเร็วในการสร้างถือเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญในกระบวนการ SLM โดยทั่วไปพลังงานเลเซอร์ที่สูงขึ้นจะช่วยให้สแกนได้เร็วยิ่งขึ้น เนื่องจากผงสามารถละลายได้มากขึ้นในเวลาที่สั้นลง สิ่งนี้สามารถลดเวลาในการสร้างโดยรวมลงได้อย่างมาก ทำให้กระบวนการผลิตมีประสิทธิภาพและคุ้มทุนมากขึ้น
อย่างไรก็ตาม มีข้อจำกัดว่าความเร็วในการสแกนจะเพิ่มขึ้นด้วยกำลังเลเซอร์ที่สูงขึ้นได้อย่างไร หากความเร็วในการสแกนสูงเกินไปเมื่อเทียบกับกำลังแสงเลเซอร์ ผงอาจไม่ละลายเต็มที่ ส่งผลให้ฟิวชั่นไม่สมบูรณ์และชิ้นส่วนมีคุณภาพต่ำลง จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องรักษาสมดุลที่เหมาะสมระหว่างกำลังเลเซอร์และความเร็วในการสแกนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการสร้าง
คุณภาพพื้นผิว
คุณภาพพื้นผิวของชิ้นส่วนที่พิมพ์เป็นอีกแง่มุมหนึ่งที่ได้รับผลกระทบจากพลังงานเลเซอร์ การตั้งค่ากำลังเลเซอร์ที่เหมาะสมสามารถช่วยให้ได้ผิวสำเร็จที่เรียบเนียนและสม่ำเสมอ เมื่อกำลังแสงเลเซอร์เหมาะสม โลหะหลอมเหลวจะทำให้พื้นผิวเปียกอย่างสม่ำเสมอ ส่งผลให้พื้นผิวมีความชัดเจนและสม่ำเสมอ
หากกำลังเลเซอร์ต่ำเกินไป ผงอาจไม่ละลายหมด เหลือพื้นผิวที่หยาบและไม่เรียบและมีอนุภาคหลอมละลายบางส่วน ในทางกลับกัน พลังงานเลเซอร์ที่มากเกินไปอาจทำให้โลหะที่หลอมละลายกระเด็นและทำให้เกิดความผิดปกติบนพื้นผิว เช่น การกระแทกและสันเขา
การสมัคร - ข้อควรพิจารณาเฉพาะ
การใช้งานที่แตกต่างกันมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันในด้านคุณภาพชิ้นส่วน ประสิทธิภาพ และราคา การทำความเข้าใจว่าพลังงานเลเซอร์ส่งผลต่อกระบวนการ SLM อย่างไรทำให้เราสามารถปรับแต่งพารามิเตอร์สำหรับการใช้งานเฉพาะได้
แม่พิมพ์น้ำหนักเบาพร้อมโครงสร้างขัดแตะ
สำหรับแม่พิมพ์น้ำหนักเบาที่พิมพ์แบบ 3 มิติพร้อมโครงสร้างขัดแตะมักนิยมใช้กำลังเลเซอร์ปานกลาง โครงสร้างขัดแตะต้องการความสมดุลระหว่างการหลอมรวมภายในที่ดีเพื่อความแข็งแรง และการรักษาลักษณะทางเรขาคณิตที่ละเอียดอ่อนของขัดแตะ กำลังเลเซอร์ที่สูงเกินไปอาจทำให้สตรัทบาง ๆ ของโครงตาข่ายยุบลง ในขณะที่กำลังเลเซอร์ต่ำเกินไปอาจส่งผลให้การยึดเกาะระหว่างสตรัทไม่ดีนัก
แม่พิมพ์ฉีดโลหะพิมพ์ 3 มิติ
ในกรณีของแม่พิมพ์ฉีดโลหะพิมพ์ 3 มิติความหนาแน่นสูงและพื้นผิวเรียบเป็นสิ่งสำคัญ พลังงานเลเซอร์ที่สูงขึ้นสามารถนำมาใช้เพื่อให้แน่ใจว่าผงหลอมละลายอย่างสมบูรณ์และลดความพรุน ส่งผลให้แม่พิมพ์ฉีดมีความทนทานและมีคุณภาพสูงมากขึ้น อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการหลอมละลายมากเกินไปและความผิดปกติของพื้นผิวที่อาจส่งผลต่อกระบวนการขึ้นรูป
การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วของวงเล็บไทเทเนียม
เมื่อถึงเวลาการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วของวงเล็บไทเทเนียมโดยมักมุ่งเน้นไปที่การบรรลุความสมดุลที่ดีระหว่างความเร็วในการสร้างและคุณภาพของชิ้นส่วน สามารถใช้กำลังเลเซอร์ที่ค่อนข้างสูงเพื่อเพิ่มความเร็วในการสแกนและลดเวลาในการสร้างต้นแบบ ในเวลาเดียวกัน ควรปรับกำลังเพื่อให้แน่ใจว่าขายึดไทเทเนียมมีคุณสมบัติทางกลและผิวสำเร็จตามที่ต้องการ
การเพิ่มประสิทธิภาพกำลังเลเซอร์สำหรับกระบวนการ SLM
ในฐานะซัพพลายเออร์ SLM เราได้พัฒนาแนวทางที่ครอบคลุมในการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานเลเซอร์สำหรับลูกค้าของเรา ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราดำเนินการทดสอบวัสดุในเชิงลึกและจำลองกระบวนการเพื่อกำหนดช่วงกำลังเลเซอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโลหะและรูปทรงชิ้นส่วนต่างๆ
นอกจากนี้เรายังนำเสนอโซลูชั่นที่ปรับแต่งได้ตามความต้องการเฉพาะของลูกค้า ไม่ว่าจะเป็นการผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงเป็นชุดเล็กๆ หรือโครงการการผลิตขนาดใหญ่ เราสามารถปรับกำลังเลเซอร์และพารามิเตอร์กระบวนการอื่นๆ อย่างละเอียดเพื่อให้มั่นใจถึงผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
นอกจากนี้ เรายังให้การสนับสนุนทางเทคนิคอย่างต่อเนื่องแก่ลูกค้าของเรา เราช่วยเหลือพวกเขาในการตั้งค่าอุปกรณ์ SLM ตรวจสอบกระบวนการสร้าง และแก้ไขปัญหาใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับกำลังเลเซอร์หรือพารามิเตอร์กระบวนการอื่นๆ เป้าหมายของเราคือการช่วยให้ลูกค้าของเราบรรลุผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงสุดและมีประสิทธิภาพสูงสุด
ติดต่อเราเพื่อโครงการ SLM ที่ประสบความสำเร็จ
หากคุณสนใจที่จะใช้เทคโนโลยี SLM ตามความต้องการในการผลิตของคุณ เราขอเชิญคุณติดต่อเราเพื่อขอหารือโดยละเอียด ทีมขายที่มีประสบการณ์ของเราพร้อมที่จะตอบทุกคำถามของคุณและมอบโซลูชันที่ปรับแต่งตามความต้องการให้กับคุณ เราสามารถช่วยคุณนำทางความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างกำลังเลเซอร์และกระบวนการ SLM เพื่อให้มั่นใจว่าโครงการของคุณจะประสบความสำเร็จ
อ้างอิง
- Kruth, J - P., Leu, MC, & Nakagawa, T. (2007) ความก้าวหน้าในการผลิตแบบเติมเนื้อและการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว พงศาวดาร CIRP - เทคโนโลยีการผลิต, 56(2), 525 - 546
- Yadroitsev, I., Bertrand, P., & Smurov, I. (2007) การหลอมโลหะที่เข้ากันได้ทางชีวภาพด้วยเลเซอร์แบบเลือกสรรเพื่อการผลิตชิ้นส่วนทางการแพทย์อย่างรวดเร็ว วิทยาศาสตร์พื้นผิวประยุกต์ 253(13) 5608 - 5615
- Gu, DD, Shen, Shit, ZY และ Mei, J. (2012) เลือกผู้แต่งเพลงที่หลอมละลายใน - nite TC/Ti: ผู้เชี่ยวชาญด้านวิวัฒนาการทางวิทยาศาสตร์และเครื่องจักรกล อาไมต์ 60 (17), 5904 - 5915.