كل الأشياء الجميلة مبنية على فكرة. "دعونا نركب بدون خيول؟" ، "لنطير مثل الطيور؟" ، "لنصنع صاروخ الميثان الثقيل للغاية القابل لإعادة الاستخدام بالكامل ونطير إلى المريخ؟" ... القصة الموضحة أدناه تستند أيضًا إلى فكرة بسيطة وجميلة: "آه هيا نطبع منتجات معدنية كبيرة الحجم من مسحوق؟ " في الواقع ، لم لا؟ إذا كانت هناك تقنية انصهار ليزر طبقة تلو طبقة (SLM) لمنتجات يصل قطرها إلى نصف متر ، فلماذا لا تطبع منتجًا أكبر؟
يوضح KDPV عملية النمو المباشر بالليزر للمنتجات التي يبلغ قطرها 2 متر من التيتانيوم. استغرق الأمر خمس سنوات من العمل الشاق ، وخمس سنوات من التجربة والخطأ وخيبة الأمل ، ونبذ كل شيء والبدء من البداية لالتقاط هذه الصورة. لكن قبل أن نبدأ ، دعنا نعود إلى البداية - إلى الفكرة ونحاول فهم ماهيتها.
منذ ظهور أول تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد من البوليمرات ، كان الناس يحلمون باستخدام المعادن. لم يمر وقت طويل على التنفيذ - مع تطور الليزر القوي ، أصبح من الممكن تلبيد مساحيق المعادن بشكل انتقائي ، وولدت تقنية التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS). نمت قوة وجودة إشعاع الليزر ، وانخفضت تكلفته ، وفي منتصف التسعينيات ، ظهرت القدرة التقنية على إذابة مساحيق المعادن في منتج صلب ، وظهرت تقنية الصهر الانتقائي بالليزر (SLM). جوهر الطريقة بسيط - نحن نسكب طبقة رقيقة من مسحوق المعدن ، ونمرر فوقها بإشعاع ليزر مركّز ، والذي يذيب جزيئات المسحوق ، ويترك "المسارات" المنصهرة ، ونخفض منصة البناء ونكرر العملية. لذلك ، طبقة تلو طبقة ، يتم إنشاء منتج من الهندسة المطلوبة.
في الوقت الحالي ، تعد هذه التقنية الأكثر إتقانًا ودراسةً واستخدامًا للطباعة ثلاثية الأبعاد من المعدن. المئات من شركات تصنيع المعدات ، وآلاف حالات التنفيذ ، والمجتمع العلمي الكبير ، والشهادات ، وعلوم المواد ، وما إلى ذلك. لكن كما يقولون ، هناك مشكلة (وليست واحدة فقط) - هل من الممكن صنع منتجات كبيرة؟ مشكلة التحجيم الرئيسية هي أن هذه التقنية تتطلب حقل بناء ممتلئًا بالكامل بالمسحوق. إن حجم الحقل هو الذي يحد من حجم المنتج. حاليًا ، عمليات التثبيت SLM الكبيرة لها حجم حقل يصل إلى 400x400x400 مم (EOS M400) أو 500x280x365mm (SLM500) ، ولكن هناك المزيد ، ولكن هذا موضوع لمقال منفصل. وإذا كنت تريد المزيد؟ وإذا كنت تريد إنتاجية لا تصل إلى 100 جم / ساعة ، ولكن على الأقل 1 كجم / ساعة ، بحيث لا يطبع منتج يبلغ وزنه بضع مئات من الكيلوجرامات لمدة ستة أشهر؟ إذن أنت بحاجة إلى تغيير نهجك.
خذ رأسًا تكنولوجيًا لليزر - جهاز لتركيز إشعاع الليزر ، مثل المستخدمة ، على سبيل المثال ، في اللحام بالليزر ، أضف فوهة إمداد المسحوق إليها ، والتي ستوفر المسحوق من وحدة تغذية خاصة ، وتعليق كل شيء على بعض المناور. يتم تركيز إشعاع الليزر من خلال الرأس في بقعة يبلغ حجمها بضعة ملليمترات ، ويتم امتصاصها بواسطة الركيزة المعدنية ويتم إنفاق الطاقة على تكوين مجموعة من المعدن المنصهر - مثل حوض اللحام في اللحام التقليدي. الآن سنقوم بتزويد هذا الحمام بالمسحوق المعدني ؛ سيتم التقاطه بواسطة الصهر بعد التبريد وتشكيل حبة لحام. تشبه هذه العملية اللحام التقليدي باستخدام مادة مضافة - القوس ، والغاز ، والليزر ، وما إلى ذلك.
والآن سنضع البكرات فوق بعضها البعض على طول مسار معين ونشكل منتجًا من هذه البكرات. بكل بساطة!
المفسد
.
لم تنجح التكنولوجيا بالاسم فقط. لسبب ما ، قرر جميع المطورين إعطاء اسم فريد خاص بهم: الأول كان Optomec بتشكيل شبكي مصمم بالليزر ، ثم Irepa Laser مع توجيه إضافات ليزر البناء ، ثم أسماء Laser Metal Deposition ، Direct Metal Deposition ، Direct Metal Tooling ، Blown-Powder Direct ترسب الطاقة وغيرها الكثير. في اللغة الروسية ، تعتبر المصطلحات أكثر متعة (على سبيل المثال ، تتبع الورق مثل ترسيب الليزر المباشر) ، لذلك اسمنا هو Direct Laser Growing.
قبل خمس سنوات ، كانت رحلتنا من مشاهدة فيديو لـ BeAM Machines على YouTube ، والآن نقوم بإنشاء معدات وتطوير تقنيات لعمل فراغات جميلة وكبيرة ، وكل شيء يبدو كما يلي:
وتبدو المنتجات كما يلي:
ما هو الشيء الأكثر إثارة للاهتمام؟
من الممكن إنتاج قطع عمل كبيرة في ساعات - تمر الأيام من الموافقة على النموذج ثلاثي الأبعاد إلى الجزء النهائي. خصائص المواد على مستوى معايير الإيجار. حجم المنتج محدود فقط بشجاعة العميل (وجشعه). من الممكن صنع منتجات معقدة للغاية ، على الرغم من أن تعقيد الأشكال الهندسية لا يقارن بإمكانية SLM ، لكنهم في بطولات الدوري المختلفة. من الممكن إنتاج منتجات ثنائية المعدن ومتدرجة - من خلال الجمع بين مساحيق مختلفة. من الممكن تخصيص التثبيت وتكييفه مع متطلبات المنتج.
وبالتالي فإن أكثر تقنيات الإضافات شيوعًا ، والتي استغرق تطويرها:
- صمم أداة تقنية من الصفر ست مرات
- تخلص من وإنشاء نظام تحكم أوتوماتيكي من الصفر سبع مرات
- تعلم كيفية برمجة B&R PLCs وكن على دراية بكل الآلام السابقة
- تكوين صداقات مع الدعم الفني من Fanuka. مرحبا فلاديمير مايسكي!
- إعادة اختراع الكبائن المغلقة
- الانخراط في التجسس التقني
- عانِ لفترة طويلة عند إنشاء برامج تحكم ، ابحث عن حل ، اعثر عليه واستمتع بالنشوة. مرحبا الكسندر راجولين!
- تدرك عشرات المرات أنه كلما زاد استخدامك للتكنولوجيا ، قل فهمك لها
- أخيرًا ، أدرك حدودك الخاصة ، وتصالح معها وآمن بالعمليات
- اجمع أفضل فريق وتعلم عمل العجائب
إذا كنت مهتمًا - اكتب في التعليقات ، ماذا تكرس للمقال التالي؟ تقنية؟ فيزياء العملية؟ حديد؟ نظام التحكم؟ إنشاء برامج المكافحة؟ أو نظرة عامة على ما يتم عمله في العالم باستخدام هذه التكنولوجيا ولماذا تختلف جميع الآلات وأيها أفضل؟