Semua hal indah didasarkan pada sebuah ide. “Ayo naik tanpa kuda?”, “Ayo terbang seperti burung?”, “Ayo buat roket metana super berat yang dapat digunakan kembali dan terbang ke Mars?” ... Cerita yang dijelaskan di bawah ini juga didasarkan pada ide yang sederhana dan indah: “Ah Ayo cetak produk logam berukuran besar dari bubuk? " Memang kenapa tidak? Jika ada teknologi laser fusi lapis demi lapis (SLM) untuk produk dengan diameter hingga setengah meter, lalu mengapa Anda tidak bisa mencetak produk yang lebih besar?
KDPV mendemonstrasikan proses pertumbuhan laser langsung dari produk dengan diameter 2 meter dari titanium. Butuh lima tahun kerja keras untuk membuat foto ini, lima tahun trial, error, frustasi, membuang semuanya dan memulai semuanya dari awal. Tetapi sebelum kita mulai, mari kita kembali ke awal - ke Ide dan mencoba memahami apa itu.
Sejak kemunculan teknologi pencetakan 3D pertama dari polimer, orang telah memimpikan kemungkinan menggunakan logam. Implementasinya tidak lama lagi - dengan perkembangan laser daya tinggi, serbuk logam sinter menjadi mungkin untuk dilakukan secara selektif, dan teknologi Selective Laser Sintering (SLS) lahir. Kekuatan dan kualitas radiasi laser meningkat, biayanya turun, dan pada pertengahan 90-an, kemampuan teknis untuk melebur serbuk logam menjadi produk padat muncul, dan teknologi Selective Laser Melting (SLM) muncul. Inti dari metode ini sederhana - kami menuangkan lapisan tipis bubuk logam, membakarnya dengan radiasi laser terfokus, yang melelehkan partikel bubuk, meninggalkan "trek" yang menyatu, menurunkan platform konstruksi dan mengulangi prosesnya. Jadi, lapis demi lapis, produk dari geometri yang dibutuhkan dibuat.
Saat ini, ini adalah teknologi pencetakan 3D dari logam yang paling dikuasai, dipelajari, dan banyak digunakan. Ratusan perusahaan manufaktur peralatan, ribuan kasus implementasi, komunitas ilmiah besar, sertifikasi, ilmu material, dan sebagainya. Tapi seperti yang mereka katakan, ada masalah (dan bukan hanya satu) - apakah mungkin membuat produk besar? Masalah penskalaan utama adalah bahwa teknologi ini membutuhkan bidang bangunan yang diisi penuh dengan bubuk. Ini adalah ukuran bidang yang membatasi ukuran produk. Saat ini, instalasi SLM besar memiliki ukuran bidang hingga 400x400x400 mm (EOS M400) atau 500x280x365mm (SLM500), tetapi ada lebih banyak, tetapi ini adalah topik untuk artikel terpisah. Dan jika Anda menginginkan lebih? Dan jika Anda ingin produktivitas tidak 100 g / jam, tetapi setidaknya 1 kg / jam, sehingga produk beberapa ratus kilogram tidak mencetak selama enam bulan? Maka Anda perlu mengubah pendekatan Anda.
Mari kita ambil kepala teknologi laser - perangkat untuk memfokuskan radiasi laser, seperti yang digunakan, misalnya, untuk pengelasan laser, tambahkan nosel pasokan bubuk ke dalamnya, yang akan memasok bubuk dari pengumpan khusus dan menggantung semuanya pada beberapa manipulator. Radiasi laser difokuskan oleh kepala ke suatu titik berukuran beberapa milimeter, diserap oleh logam substrat, dan energi dihabiskan untuk membuat kumpulan logam cair - seperti kolam las dalam pengelasan konvensional. Sekarang kami akan memasok bubuk logam ke bak mandi ini, itu akan ditangkap oleh lelehan setelah pendinginan, itu akan membentuk manik las. Prosesnya mirip dengan pengelasan konvensional dengan aditif - busur, gas, laser, apa pun.
Dan sekarang kita akan meletakkan rol di atas satu sama lain sepanjang lintasan tertentu dan dari rol ini kita akan membentuk sebuah produk. Sesederhana itu!
Spoiler
.
Teknologi itu tidak berhasil hanya dengan namanya. Untuk beberapa alasan, semua pengembang memutuskan untuk memberikan nama unik mereka: yang pertama adalah Optomec dengan Pembentukan Jaring yang Direkayasa Laser, kemudian Laser Irepa dengan Pengarah Aditif Laser Konstruksi, lalu nama Laser Metal Deposition, Direct Metal Deposition, Direct Metal Tooling, Blown-Powder Direct Deposisi Energi dan banyak lainnya. Dalam bahasa Rusia, terminologinya bahkan lebih menyenangkan (misalnya, kertas kalkir seperti deposisi laser langsung), jadi nama kami adalah Tumbuh Laser Langsung.
Lima tahun lalu, perjalanan kami dari menonton video BeAM Machines di YouTube, sekarang kami membuat peralatan dan mengembangkan teknologi untuk membuat blank besar yang indah, dan semuanya terlihat seperti ini:
Dan produknya terlihat seperti ini:
Apa bagian yang paling menarik?
Hal ini dimungkinkan untuk menghasilkan benda kerja besar dalam hitungan jam - hari berlalu dari persetujuan model 3D ke bagian yang sudah jadi. Properti material berada pada tingkat standar sewa. Ukuran produk hanya dibatasi oleh keberanian pelanggan (dan keserakahannya). Anda dapat membuat produk yang cukup kompleks, meskipun kompleksitas bentuk geometris tidak sebanding dengan kemungkinan SLM, tetapi mereka berada di liga yang berbeda. Dimungkinkan untuk membuat produk bimetalik dan gradien dengan menggabungkan bubuk yang berbeda. Dimungkinkan untuk menyesuaikan penginstalan, menyesuaikannya dengan persyaratan produk.
Begitu pula dengan teknologi aditif yang paling umum, yang perkembangannya membutuhkan:
- Rancang alat teknologi dari awal enam kali
- Buang dan buat sistem kontrol otomatis dari awal sebanyak tujuh kali
- Belajar memprogram PLC B&R dan waspadai semua rasa sakit sebelumnya
- Bertemanlah dengan dukungan teknis Fanuka. Halo Vladimir Maisky!
- Temukan kembali kabin yang tertutup rapat
- Terlibat dalam spionase teknis
- Menderita lama saat membuat program kontrol, cari solusi, temukan dan tangkap euforia. Halo Alexander Ragulin!
- Puluhan kali Anda menyadari bahwa semakin banyak Anda menggunakan teknologi, semakin sedikit Anda memahaminya
- Akhirnya sadari keterbatasan Anda sendiri, terima itu dan percayalah pada prosesnya
- Kumpulkan tim terbaik dan belajar melakukan keajaiban
Jika itu menarik - tulis di komentar, apa yang akan dicurahkan untuk artikel selanjutnya? Teknologi? Proses fisika? Besi? Sistem pengaturan? Penciptaan program kontrol? Atau gambaran umum tentang apa yang dilakukan di dunia dengan menggunakan teknologi ini dan mengapa semua mesin berbeda dan mana yang lebih baik?