System3d - optymalne rozwiązania dla obróbki skrawaniem

Drukowanie 3D z metalu Renishaw / Systemy stapiania laserowego Renishaw

Drukowanie 3D z metalu drukarką firmy Renishaw to pionierski proces wytwarzania przyrostowego, w którym można produkować w pełni spoiste, metalowe części bezpośrednio w oparciu o modele 3D systemów CAD z bogatej gamy proszków metali.

Stapianie laserowe Renishaw jest technologią wytwarzania przyrostowego, w której wykorzystuje się iterbowy laser światłowodowy o dużej mocy do stapiania drobnoziarnistych proszków metali w celu formowania użytecznych trójwymiarowych części.

Proces produkcji wykorzystuje przekroje 2D modelu 3D CAD, o grubości  od 20 do 100 mikronów. W procesie buduje się przedmiot, nakładając równe warstwy proszku metalowego przy użyciu urządzenia powlekającego, a następnie stapiając kolejne warstwy w ściśle kontrolowanych warunkach atmosfery gazów obojętnych. Po zakończeniu tego etapu, przedmiot jest usuwany ze złoża proszku i przechodzi proces obróbki cieplnej i wykańczającej, zależnie od zastosowania.

AM125_AM250.jpg

Typowe zastosowania technologii druku 3D z metalu (stapiania laserowego):

  • testy funkcjonalne wysokiej jakości prototypów produkcyjnych,
  • wytwarzanie elementów biokompatybilnych lub o bardzo złożonych kształtach geometrycznych,
  • małoseryjne wytwarzanie części metalowych o złożonych kształtach ze specjalnych materiałów.
druk3D_1.jpg druk3D_2.jpg druk3D_3.jpg

 

Nowości zastosowania druku 3D przez Renishaw

Lekka tytanowa rama rowerowa drukowana 3D

Renishaw, firma zajmująca się produkcją addatywną, połączyła siły z Imperium Cycles i razem zbudowały tytanową ramę o nazwie MX-6 Evo Mountain Bike, zwykle wykonywanej z jednego kawałka aluminium.

 

Drukowana-tytanowa-rama-rowerowa-3_.jpg

 

Rama została zbudowana przy użyciu drukarki SLS o nazwie AM250 produkowanej przez Renishaw. W procesie tym, laser dużej mocy selektywnie spieka ze sobą proszek stopu tytanu. Warstwy dobudowywane są jedna po drugiej, aż powstaną gotowe części ramy. Elementy tak powstałe zostały połączone ze sobą za pomocą kleju.

Ponieważ tytan ma większą gęstość niż aluminium, rama musiała zostać odpowiednio uszczuplona, ale w taki sposób, aby nie obniżyć jej wytrzymałości. W rezultacie, końcowa drukowana rama EVO waży mniej o 33% niż aluminiowy oryginalny odpowiednik, a więc niecały kilogram ! Przetestowano wytrzymałość samej sztycy, okazało się, że spełnia z sześciokrotnym zapasem normę dla rowerów górskich EN 14766. Wytrzymałość całej ramy jest jeszcze badana. 

AM250.jpg

Powstaje pytanie, dlaczego drukowane ramy tytanowe mogą być tańsze od tych wytwarzanych w tradycyjnym procesie produkcyjnym?

Po pierwsze, w procesie druku 3D z metalu SLS nie ma odpadów, cały proszek stopu tytanu, który nie zostanie spieczony, może zostać wykorzystany do budowania kolejnej ramy. Nie ma też specjalnej, często problematycznej obróbki, która musiałaby zostać użyta w przypadku metody odlewania metalu. Kolejnym plusem, jest możliwość szybkiej zmiany konstrukcji ramy w razie potrzeby dodania dodatkowych funkcji, a także możliwość tworzenia bardzo skomplikowanych kształtów.

Drukowana-tytanowa-rama-rowerowa_.jpg