使用金屬和雷射進行 3D 列印 - 工業應用的快速成型製造
什麼是使用金屬和雷射的 3D 列印？
使用金屬和雷射進行 3D 列印是快速成型製造中最重要的技術之一。此製程為複雜組件的工業生產開啟了新的可能性。特別是在大型結構、維修或混合生產方面，快速成型製造相較於傳統製造流程具有決定性的優勢。
此領域的一項關鍵技術是雷射熔覆，國際上也稱為雷射熔覆、定向能量沉積 (DED) 或雷射金屬沉積 (LMD)。在這個製程中，金屬填充材料 - 無論是金屬線材或金屬粉末 - 都會被導入由雷射產生的熔池中，並在凝固後形成新的材料層。
在定向能沉積領域中，也會區分材料的送入形式。這稱為
- DED-Wire (DED-W) - 基於線材的快速成型製造
- DED-Powder (DED-P) - 以粉末為基礎的快速成型製造
與粉末床基礎的快速成型製程相比，使用雷射的金屬 3D 列印特別適用於大型元件、高建構率以及涉及快速成型製造和機械加工的混合製程。
使用雷射的金屬 3D 列印如何運作？
在使用雷射的快速成型製造過程中，附加材料 (通常是線材或粉末) 會持續導入雷射熔池中。聚焦的激光束在局部熔化材料，使添加材料與基底材料冶金結合。
透過重複塗佈材料，一步一步地製造出三維結構。
此製程在生產金屬零件時具有高度的靈活性，可應用於下列應用
- 原型生產
- 維修和再製造
- 複雜金屬結構的生產
- 混合生產與 CNC 加工（混合製造）
有關基本製程的更多資訊，請參閱我們的雷射金屬鍍膜頁面。
視訊：探索金屬與雷射 3D 列印
為什麼線材雷射金屬沉積特別適用於 3D 列印？
在線材快速成型製造中，金屬線材被持續送入雷射熔池中。此製程的特點是材料利用率特別高，因為金屬線完全融入製程中。
使用金屬線材的快速成型製程幾乎可達到 100% 的材料利用率。最重要的優勢包括
- 高建立率
- 材料利用率高
- 材料處理簡單
- 材料損耗低
- 穩定的層形成
因此，線材雷射金屬鍍膜特別適用於較大型金屬結構的生產或材料沉積量較高的應用。
同軸送線如何確保穩定的快速成型製程？
精確且可重複的材料進給對於穩定的快速成型製程至關重要。
透過CoaxPrinter ，Precitec 為線材雷射沉積焊接提供了加工頭，在此加工頭中，線材與雷射束同軸輸送。這樣，無論加工過程的移動方向如何，焊絲都能均勻地送入焊接熔池。
同軸送丝可實現穩定的焊層形成和均勻的材料沉積，即使是複雜的軌跡也不例外。因此，可以製造出高品質的組件結構和幾乎無孔隙的層、以及高製程穩定性。
雷射 3D 列印應用於哪些產業？
雷射快速成型製造技術目前已廣泛應用於各行各業。該技術具有很大的優勢，特別是在需要複雜的金屬部件或需要對現有部件進行功能增強時。
典型的應用領域包括
- 航空航天
- 能源與渦輪技術
- 汽車工業
- 機械工程
另一個重要的應用是現有組件的功能擴充，在此過程中，額外的結構會特別建構在基座上。
因此，利用雷射進行快速成型製造可實現新的設計自由度、降低材料消耗，並為混合生產和維修製程開啟新的可能性。
