3D打印机

Meltio线切割和粉末切割在单机内的应用

成立于2019年5月的金属3D打印公司梅尔蒂奥通过西班牙3D打印机和扫描设备制造商之间的合作开始,西克诺瓦,以及拉斯维加斯additec.,一家旨在解决制造大型金属部件的障碍的公司。

虽然Meltio只有一年半的历史,但它的技术发展时间要长得多,在Additec下首次出现2015年。Additec现在是Meltio的研发中心,而Sicnovia在Linares的基地则是公司产品的生产基地。

“如果没有Additec和Sicnova的所有基础工作,Meltio是不可能实现的,”Meltio添加剂制造集团的产品经理Yash Bandari博士说。“梅尔蒂奥有自己的想法Formnext首次发布去年举办了一次非常好的展览,受到了很好的接待。”

Meltio的M450小型工业金属3D打印机。通过熔融iio。
Meltio的M450小型工业金属3D打印机。照片通过梅尔蒂奥。

梅尔蒂奥的LMD-WP技术

Meltio的技术是激光金属沉积(LMD)的一种变体,称为LMD-WP(金属丝粉末),属于定向能沉积(DED)工艺的一个分支。LMD指的是一种焊接工艺,将材料引入由高功率激光产生的熔池中。填充材料(通常为粉末)通过围绕激光束的锥形环形喷嘴注入,形成焊道,然后覆盖底层金属。

Meltio的LMD-WP工艺的工作原理基本相同;然而,该公司使用多个光纤耦合二极管激光源,均匀分布在沉积头的中心轴周围,而不是一束激光通过沉积头的中心进入。

Bandari解释说:“这释放了固体填充材料的中心路径,并允许普通MIG焊丝的单向加工。”。“在金属丝孔周围,我们的沉积头还具有多个离轴粉末喷嘴。通过这种方式,与传统的激光熔覆头相比,不会丧失任何功能。此外,还可以同时沉积金属丝和粉末,以形成两种成分的新合金。”

根据Bandari的说法,在不更换喷嘴的情况下独立或同时使用金属丝和金属粉末进行打印的能力是添加剂制造行业的第一个特点。Meltio的专利激光头充分利用了在一台机器内进行线切割和粉末切割的优点,该技术具有高激光功率、多个送丝器和热丝送丝选项,有助于提高材料沉积速率,同时保持激光工艺的精度和分辨率。其他功能,如金属涂层、纹理、抛光和切割,也可以在没有外部设备的情况下执行。

在Meltio的机器中使用热线有助于提高沉积速率,同时减少工艺的热量输入。这增强了微观结构,进而提高了沉积零件的尺寸精度。

Meltio的专利激光头充分利用了在一台机器内进行金属线切割和粉末切割的优点。通过Meltio拍摄图像。
Meltio的专利激光头充分利用了在一台机器内进行金属线切割和粉末切割的优点。照片通过梅尔蒂奥。

Meltio的M450金属打印机和发动机模块

Meltio的领先产品组合包括其M450小型工业金属3D打印机,Bandari表示该打印机非常适合办公室和实验室环境。尽管尺寸紧凑,但打印机的特点是150x200x450毫米3.建造外壳,并具有受控气氛,以生产含有活性金属的零件。M450的基本版本具有600W的低激光功率,售价为98000美元。

该公司产品组合的一部分是Meltio引擎,该引擎可改装为数控机床、机器人和机架系统,以实现全密度金属零件的3D打印。集成Meltio发动机可以在多轴和“混合制造”中生产具有复杂几何结构的大型部件。具有600W激光功率的Meltio发动机模块的基本版本也定价为98000美元。

焊丝或粉末形式的任何材料都可以与熔融的LMD-WP技术一起使用,钢,镍,钛,铝,以及所有已成功展示的铜合金到目前为止。随后,最终产品已在航空航天,汽车,石油和天然气和各种应用中使用的医学领域。

“工艺稳定性是我们打印机发展的最重要方面,”Bandari继续说道。“由于基于线的同轴沉积不如粉末LMD常见,我们开发了我们的过程控制结构,不仅可以根据先前沉积层的高度特性动态调整加工参数,还可以测量各个层的高度,并自动调整喷嘴到零件的距离。”

通过Meltio的LMD-WP工艺可以实现99.99%的部分密度,主要取决于其定制的工艺参数和工具路径策略。

班达里补充道:“我们花了大量时间微调工艺参数,并开发出适用于DED工艺的新型刀具路径策略。”。“使用这些参数和后续的后处理工艺,我们可以获得更接近大多数典型合金锻造性能的性能。因此,航空航天、汽车、石油和天然气等应用将受益于这项研发工作。”

Meltio的混合动力发动机。通过Meltio拍摄图像。
Meltio的混合动力发动机。通过Meltio拍摄图像。

为什么同时使用电线和粉末?

粉末和金属丝可同时用于制造金属基复合材料(MMC),一种将一种或多种材料添加到金属中以实现特定性能增强的材料。传统上,金属基复合材料是通过粉末冶金制造的;然而,这一过程可能既昂贵又耗时。

为了绕过这一点,可以通过熔融的LMD-WP工艺以较低的成本和更短的交货时间来构造MMC。Bandari说,Meltio的方法还将增强MMCS的机械性能。

以这种方式对方法有效的位置的一个例子是以粉末的形式加入碳化钛(TiC),以粉末的粉末的Ti64的熔体池。该钛合金以其低密度,高强度和优异的耐腐蚀性而闻名。通过LMD-WP工艺,TIC的添加显着提高了TI64的耐磨性,随后成为MMC。

Meltio的发动机用于大型AM零件。通过Meltio拍摄图像。

Meltio正在进行和即将进行的项目

目前,Meltio参与了几个航空航天项目。根据小型企业创新研究(SBIR)Grant,该公司开发了激光钢丝添加剂制造技术,以实现空间中的金属结构的连接和修复。

“在这个过程中,我们已经证明了我们的技术在空间中进行金属添加剂制造,”Bandari解释说。“进一步说:我们正在制造定制的Express Rack安装的直接金属沉积打印机,适用于空间应用,可允许在资源受限环境中快速和按需打印金属部件国际空间站。“

目前,该公司生产的激光器最大输出功率为6kW。未来,Meltio将通过与多个在该领域进行前沿研究的研究机构和大学合作,研究以可承受的成本生产输出功率高达10kW至15kW的激光器。

除了与空间相关的添加剂制造项目之外,熔融IR还在航空航天,汽车,核,石油和天然气和珠宝领域的几个客户工作,希望利用其多金属3D印刷技术来降低成本和交货时间制造产品。

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特色图片显示Meltio的M450小型工业金属3D打印机。