激光熔融快速成型技术

1、Renishaw AMPDAdditive Manufacturing Products Division雷尼绍快速成型制造产品部雷尼绍快速成型制造产品部 Product Manager - Rodgers Ma产品经理产品经理 - 马骏马骏激光熔融(Laser Melting)金属快速成型制造无须模具直接从CAD图制造金属部件选择性激光熔融是一种直接使用3D CAD数据作为数字化源头的金属添加式流程直接通过CAD数据导出行业标准格式STL,成型金属产品气压喷出的金属粉末层层堆积,同时大功率的纤维激光把金属粉末层层熔融在一起形成最终产品.激光熔融(Laser Melting)金属快速成型制造选

2、择性激光熔融是一种直接使用3D CAD数据作为数字化源头的金属添加式流程直接通过CAD数据导出行业标准格式STL,成型高密度金属产品Retractable Platform Z axisBuildMetal PowderBuild ChamberLaser WindowPowder distribution SystemInert Gas气压式喷出的金属粉末层层堆积,同时大功率的纤维激光把金属粉末层层熔融在一起形成最终产品.激光熔融(Laser Melting)金属快速成型制造金属材料选择工艺使用汽气雾化金属粉末Materials include材料种类:Stainless Steel 不锈钢

3、不锈钢Maraging Steel模具钢模具钢 Cobalt Chrome钴铬合金钴铬合金Titanium 钛钛合金合金Inconel 718 镍基合金镍基合金Aluminium 铝铝合金合金如果需要的话还有其他性能的可供选择:*无须前处理或黏合剂.一些材料通过热处理得到改进.Open system access for materials development F.O.CAM Ancillaries sieving station辅助系统-粉末筛选系统快速循环处理金属粉末 金属粉末回收瓶直接装在系统顶部并通过氩气辅助的筛选器释放粉末重新分筛好的粉末直接回收到底部的空瓶粉末瓶装载到成型系统整

4、个流程通过封闭式气态系统完成用以保护用户和材料AM250 成型舱前端溢粉口保护镜送粉装置粉末输送料斗惰性气体进口惰性气体出口AM user interface用户界面Welcome pageNavigation pageSelect build pageStart build page壳体外围精密流道,以及底部精细滤网结构应用冷却部件应用 口腔应用 骨科植入混合式带网状气孔结构的植入体,为更好的骨质吸收,Titanium64钛合金材料联合项目汽车,超音速车头材质材质:Titanium64钛合金钛合金开发团队开发团队:Bloodhound Supersonic Car LBC专业模具金属快速成型

5、应用专业模具金属快速成型应用Slide 135/7/2022激光熔融金属快速成型不是替代传统的模具制造激光熔融金属快速成型不是替代传统的模具制造模具用随形冷却大大节省复杂结构金属件的成本快速金属原型制造右图展示了 8个直径为3mm的流道和几乎同样长度的入口为10mm的直径分支.保证了所有流道的流动一致性随形冷却应用随形冷却应用Slide 145/7/2022下图左为CAD展示内部复杂流道设计下图右为直接根据左图CAD数据直接最终制作成型的应用产品随形冷却应用随形冷却应用Slide 155/7/2022模具模具-组合模具组合模具Slide 165/7/2022传统加工主体模和配套激光熔融快速成型

6、金属嵌入件Slide 171/08/12压力调节端 固位端口 Figure 38 -现有的DFP6泵壳体 IMV进气歧管调节阀口 泵压头接口 工艺再设计工艺再设计Slide 181/08/12(a) (b) 初始设计中(a图),没有进行流道和接口的改造相关的拓扑优化;(b图)中对流动路径做了平顺和简化处理,同时也缩短了接口和部件中心的距离以减少结构空间.各个接口也集成到主体部件中.拓扑优化前确认功能性最小量和改进设计工艺再设计工艺再设计Slide 191/08/12拓扑优化的最终结果如右边图(a)所示.虽然(a)和(b)两个方案分别为358g和364g的结果大致一致,但还是可以观察到一些差异.

7、(a) (b) 工艺设计工艺设计工艺设计工艺设计总计节省总计节省60%的材料的材料 原始生产设计支撑去除后的件Renishaw激光金属熔融快速成型的原始件-不锈钢 Empire MX-6 - 设计的起点设计的起点 摆臂用实心的铝合金条通过机床加工出来 框架为管状，焊接到机加部件上 座管底座是铝合金铸造出来Empire cyclesSlide 215/7/2022 现有设计-优化为实心铝合金铸造 应用Altairs solidThinking Inspire 9.5软件拓扑优化 CAD的下一个迭代设计 设计回顾,通过去除需要多余支撑设计的朝下面优化模型结构 用钛合金加工,小于1mm的壁厚重量从360g降低到200g. 通过高于英国山地车行业测试标准6倍 300,000 cycles at 1.2 kNEmpire Cycles 第一个部件第一个部件Slide 225/7/2022 AM250 成型尺寸:2250 mm 250 mm 300(或360) mm,铺粉层厚为20-100m 完整 的自行车架 通过重新设计 以便 能够放在 一个托盘上单次 加工完成 加工好后组装成 一体并用3M强力胶加固AM250 激光熔融快速成型制造系统激光熔融快速成型制造系统Slide 235/7/2022完整车架组件的加工托盘完整车架组件的加工托盘Slide 245/7/