的弗劳恩霍夫激光技术研究所这家位于德国亚琛的公司开发了一种新的基于激光粉末床聚变(LPBF)的3D打印方法,可以减少组件的磨损残余应力和畸变.
在概念验证测试中,弗劳恩霍夫ILT的科学家们用3D打印出了一种由718年超耐热不锈钢铬镍铁合金据报道,这“显著减少了失真”。在这个测试中,组件被加热到500°C的温度,同时使用热源以上和下面。
LPBF和金属3D打印的未来
夫琅和费ILT是夫琅和费学会在德国的69个应用科学研究机构的一部分。一起德国弗劳恩霍夫应用光学精密工程研究所它形成了弗劳恩霍夫卓越集群旨在提高该协会在激光技术方面的国际领先地位。截至2017年11月,ILT与Fraunhofer家族的其他5个学院一起,一直处于领先地位未来的加法制造(FutureAM)项目加速开发并降低金属3D打印工艺成本。
该研究所在LPBF的最新努力,将在明年的form2018, Fraunhofer ILT正在与红外激光专家合作飞利浦光子学政府资助的数字光子生产DPP研究项目,名为DPP纳米。
减少残余应力
通过DPP Nano项目,弗劳恩霍夫的科学家们在LPBF系统的构建室中创造了一种新的热量平衡。
这种3D打印系统依赖于从下方加热打印床。然而,这种方法会导致3D打印零件内部产生热应力,进而导致缺陷。
除了床层,DPP纳米项目系统在工艺室顶部也有一个热源——六个垂直腔面发射激光棒(VCSEL)。
独立激活,每个VCSEL棒发射400 W的功率,并提供808 nm的红外辐射。有了这些棒,组件可以被加热到几百摄氏度,并通过红外摄像头进行监控。
该研究所解释说:“VCSEL加热降低了热梯度,因此也降低了应力,使生产更高的部件成为可能。”继Inconel 718测试之后,科学家们现在正试图调整这一过程,使之适用于容易开裂的人钛alumnides.
自动校正3D打印机即将问世
大量的研究已经被应用于了解熔融粉末的行为和随后的粉末床熔炼过程的改进。
在劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)伊博语马修斯他的团队一直在研究飞溅的效果打印床内的金属粉末。通过对这种行为应用高速成像和算法分析,LLNL团队也更接近“动态”修复组件因为它们是3D打印的。类似地,阿贡国家实验室的科学家们正在将红外成像与粉末床的同步x射线相结合,以提高这种能力检测3D打印零件的缺陷.
Fraunhofer ILT的VCSEL加热过程是一个可能的解决方案,以更可靠的方式管理LPBF过程。Fraunhofer ILT团队将于2018年11月13日至16日在E70展位展示该过程的进一步细节。
去年,该研究所推出了它的大画幅SLM实验室系统在展览上,还有来自2018 3D打印行业大奖提名TwoCure 3 d打印的过程。2019年3D打印大奖的细节即将公布。
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特色图片显示:“最高可达2.5 kW,工作平面的预热与整体高度无关。”照片和说明由Volker Lannert/Fraunhofer ILT提供