Летать высоко с подогревом VCSEL

ИноСМИ, Новости науки и техники Комментариев к записи Летать высоко с подогревом VCSEL нет

Процессы аддитивного производства являются быстро растущими, и быстрый рост профильных выставок является явным свидетельством этого. На выставке formnext 2018 года (formnext 2018, International exhibition and conference on the next generation of manufacturing technologies) в сотрудничестве с кафедрой технологии оптических систем TOS в Университете RWTH Aachen Институт лазерной технологии Fraunhofer ILT продемонстрировал новый процесс, в котором компонент в порошковом слое нагревается лазерными диодами. В результате могут быть уменьшены деформации, изготовлены более размерные по высоте детали и использованы новые материалы.

С мощностью вплоть до  2,5 кВт рабочая плоскость предварительно нагревается независимо от общей высоты.

С мощностью вплоть до 2,5 кВт рабочая плоскость предварительно нагревается независимо от общей высоты.

 

Экспозиция при местном предварительном нагреве с использованием VCSEL.

Экспозиция при местном предварительном нагреве с использованием VCSEL.

 

Благодаря диодным линейкам Philips Photonics VCSEL,  заготовку можно нагревать до нескольких сотен градусов.

Благодаря диодным линейкам Philips Photonics VCSEL, заготовку можно нагревать до нескольких сотен градусов.

 

Деталь, предварительно нагретая с помощью VCSEL (справа), имеет значительно меньшие деформации, чем деталь, не нагретая предварительно.

Деталь, предварительно нагретая с помощью VCSEL (справа), имеет значительно меньшие деформации, чем деталь, не нагретая предварительно.

Всего за три года formnext зарекомендовала себя как место встречи в отрасли, где можно получить информацию о новейших процессах аддитивной обработки (AM). С 470 экспонентами и почти 22 000 посетителями ярмарка во Франкфурте также является международным лидером.
Расположенный в Аахене, Институт лазерной технологии Фраунгофера ILT был вовлечен в formnext прямо с самого начала. Его ученые приобрели большой опыт в области аддитивных производственных процессов производства. Они работают над широким спектром тематики AM, от повышения эффективности до разработки систем и концепций процессов или даже до тестирования новых материалов. Во Франкфурте несколько экспертов Fraunhofer ILT будут присутствовать в зале 3.0 на стенде E70.

Нагрев с киловаттной мощностью сверху

Как подчеркивается, команда Fraunhofer ILT и их коллеги из RWTH TOS Chair представят новый процесс в этом году. Этот процесс — сплавление лазерного порошкового слоя (LPBF), также известный как лазерное плавление, может создавать детали с меньшим термическим напряжением и меньшими деформациями, чем обычные технологические процессы.
Внутренние напряжения вызваны температурными градиентами в генерируемой детали: в лазерном пятне преобладают температуры выше точки плавления, а остальная часть детали быстро охлаждается. В зависимости от геометрии и материала этот градиент температуры может привести даже к образованию трещин в материале. Чтобы этого избежать, деталь обычно нагревают снизу через пластину подложки. Однако этого недостаточно, особенно с более размерными по высоте деталями.

В рамках исследовательского кампуса Digital Photonic Production DPP, финансируемого по инициативе Федерального министерства образования и исследований Германии (BMBF), эксперты из Fraunhofer ILT и RWTH TOS Chair работают вместе со своим партнером Philips Photonics для разработки решений для этой задачи. В совместном проекте DPP Nano они разработали установку, в которой деталь нагревается сверху.

Для этой цели в технологической камере устанавливается массив из шести лазерных диодных излучателей с вертикально расположенными излучающими линейками (VCSEL) с мощностью 400 Вт каждая. Благодаря инфракрасному излучению при 808 нм этот массив может нагревать устройство сверху до нескольких сотен градусов Цельсия в процессе производства. Линейки могут управляться индивидуально, чтобы можно было использовать последовательности разных паттернов.

Процесс контролируется с помощью инфракрасной камеры.
В конкретном эксперименте инженеры Aachen построили детали из Inconel® 718 и продемонстрировали значительно уменьшенные искажения. Детали нагревали до 500 ° С.
Нагрев с помощью VCSEL уменьшает тепловой градиент, а также напряжения, что позволяет производить более высокие детали. Но еще более интересны возможности, которые возникают для особо сложных материалов; вскоре должны быть изготовлены детали из алюминидов титана.

Для этого детали нагревается до около 900 ° С.

Такие детали обычно используются, например, в секции горячего газа турбонагнетателей. В дополнение к турбомашине этот процесс также открывает новые перспективы для других отраслей промышленности, где термически индуцированные напряжения в процессах аддитивного производства должны быть уменьшены.

Перевод: https://www.ilt.fraunhofer.de/en/press/press-releases/press-release-2018/press-release-2018-10-4.html

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.rf.mail@yandex.ru

Back to Top