Летать высоко с подогревом VCSEL
ИноСМИ, Новости науки и техники 23.10.2018 Комментариев к записи Летать высоко с подогревом VCSEL нетПроцессы 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.
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.
Leave a comment
You must be logged in to post a comment.