Перспективы технологии лазерного спекания метал..


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет информационных технологий и робототехники
Кафедра «Робототехнические системы»
Доклад
На научно-техническую конференцию БНТУ
Тема
«ПЕРСПЕКТИВЫ ТЕХНОЛОГИИ ЛАЗЕРНОГО СПЕКАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА»
Выполнил:Рубан А.А.

Руководитель:Лившиц Ю.Е.
Минск 2014 г.
ПЕРСПЕКТИВЫ ТЕХНОЛОГИИ ЛАЗЕРНОГО СПЕКАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА
Рубан А.А, Лившиц Ю.Е, Здор Г.Н.
Белорусский национальный технический университет
Одно из перспективных направлений создания автоматизированных производств является применение DMLS – технологии. Суть этой технологии заключается в сопряжении систем автоматизированного проектирования (CAD – систем) с автоматизированным изготовлением детали по разработанным программам с использованием специального оборудования 3D – принтера.
Лазерное спекание металлического порошка относится к аддитивным технологиям.
DMLS-технология (Direct metal laser sintering) – технология, в результате которой металлический объект получают послойным спеканием металлического порошка (см. рисунок 1) [1].

Рисунок 1 – Технологический процесс лазерного спекания.
Технология имеет ряд преимуществ, а именно [2]:
значительное повышение гибкости производства;
повышение конкурентоспособности производства;
снижение себестоимости продукции, особенно для мелкосерийного производства;
сокращение сроков выхода на рынок новой продукции;
интеграция компьютерных технологий и систем САПР;
Производственный процесс состоит из двух основных стадий:
создание 3D-модели в системе автоматизированного проектирования (CAD);
послойное лазерное спекание металлического изделия.
Основной проблемой аппаратной части является обеспечение точности в изготавливаемых изделиях. Основные вопросы обеспечения точности:
подготовка металлического порошка к спеканию;
выбор режима генерации лазерного излучения;
обеспечение позиционирования отражающего зеркала;
фокусировка лазерного луча;
Перед лазерным спеканием или сканированием производится выравнивание порошковой смеси, специальным роликом. Одной из самых сложных проблем процесса спекания ультрадисперсного порошка является теплообмен в пористых средах, т.е. определение характеристик тепловых полей, возникающих в порошковом слое при импульсной лазерной обработке [3].
В лазерных 3D-принтерах в основе исполнительного органа используются твердотельные лазеры. В качестве активного тела используется стержень из рубина, стекла с примесью неодима или алюмо-иттриевого граната, легированного неодимом либо иттербием. Он размещается в осветительной камере. Для возбуждения атомов активного тела используется лампа накачки, создающая мощные вспышки света.
В качестве приводов принтера применяются сервоприводы. Основу системы очувствления составляют различные датчики положения.
Программное обеспечение 3D-принтеров делится на 3 категории (см. рисунок 2).
Системы автоматизированного проектирования CAD.Системы автоматизированного проектирования CAD за считанные минуты позволяют создать трехмерные физические тела и даже сборочные единицы любой сложности.
Драйверы и программы-утилиты, конвертирующие файлы с 3D-объектом в код, понятный машине.
В промышленных целях возможно использование SCADA-систем, т.к. возникает необходимость непрерывного контроля технологического процесса.

Рисунок 2 – Стадии изготовления: от моделирования до изготовления объекта физического тела.
С помощью технологии 3D-печати изделий можно изготовить деталей любой сложности (см. рисунок 3) [4,5].

Рисунок 3 – Различные варианты применения технологии лазерного спекания металлического порошка
Процесс создания 3D модели перестанет быть сложным и трудоёмким. Кроме того, станет более экономичным и позволит значительно повысить гибкость производства. Более того он позволит уменьшить количество технологических процессов на производстве.
Список использованных источников:
http://en.wikipedia.org/wiki/Direct_metal_laser_sintering
http://www.optomec.com/Additive-Manufacturing-Technology/Laser-Additive-Manufacturing
http://dmls.net/
http://3dprintingindustry.com/2014/01/20/stratasys-furthers-3d-printing-role-field-dentistry/
http://www.gizmag.com/micro-laser-sintering-3d-prints-tiny-metal-parts/30115/

Приложенные файлы

  • docx 5804900
    Размер файла: 242 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий