用於金屬粉末雷射沉積焊接的聚焦光學

用於穩定雷射熔覆製程和快速成型製造的精密光學元件

VarioCladder YC52 熔覆頭是模組化的聚焦光學鏡頭,用於快速成型製造中的金屬粉末雷射熔覆(雷射金屬沉積,LMD)。它是針對固態雷射的嚴苛工業應用而開發,適用於維修任務、磨損保護和 3D 列印。

在使用金屬粉末的雷射金屬鍍膜製程中,穩定的雷射束聚焦與可重複的粉末進給對於均勻的鍍層形成、低孔隙率以及高製程可靠性而言至關重要。VarioCladder YC52 以其堅固耐用的防塵設計、高品質光學元件和整合式製程監控功能來滿足這些需求。

產生可變軌跡寬度的能力可靈活適應不同的製程需求,並支援可重複的鍍膜製程,在快速成型製造和工業應用中實現高元件品質。

針對雷射金屬鍍膜的線材應用,CoaxPrinter 補充了 Precitec 在快速成型製造領域的產品組合。

VarioCladder YC52 在雷射熔覆方面有哪些優勢?

雷射金屬鍍膜中的可變軌寬

VarioCladder YC52 可在激光熔覆中生成可變的軌跡寬度。可自動設定不同的雷射光點尺寸,使製程靈活適應零件的幾何形狀和應用需求。這樣既可以精確地建立精細的結構,又可以實現更寬的軌道,從而實現高效的材料應用 - 具有一致的塗層質量、可重複的結果和高製程穩定性。

 

 

 

 

 

不同噴嘴概念的模組化

噴塗頭採用模組化設計,可以配備不同概念的噴嘴。根據不同的應用,可提供同軸四噴嘴、同軸環隙噴嘴和離軸噴嘴。這種模組化設計使鍍膜製程可根據應用和工件進行客製化 - 從難以觸及區域的細微 3D 結構與微小的干擾輪廓,到大表面的平整均勻鍍膜。

整合式製程與品質監控

聚焦光學可配備同軸攝影機監控和保護玻璃監控。保護玻璃的存在、溫度和髒污程度會被線上記錄。光學裝置可擴充為測溫儀及 OCT 系統,以量測結構高度。相關製程與狀態資料的連續記錄可支援鍍膜製程的高重現性,並有助於雷射熔覆製程的長期穩定性。

 

雷射金屬鍍膜的軌跡寬度 - 可變或固定

產生可變的軌道寬度

VarioCladder YC52 的主要特點是能夠在激光熔覆金屬粉末時產生可變的軌跡寬度。根據雷射功率、光纖直徑和散焦的不同,軌跡寬度可達 0.3 至 5 mm。這樣既可以精確塗覆精細結構,也可以創建更寬的軌道,以實現高效的材料沉積。

軌道寬度的靈活調整可最佳地適應不同的元件幾何形狀和製程需求。同時,無論是在快速成型製造還是維修和磨損保護塗層中,它都能支持持續的高塗層品質、穩定的塗層形成和高流程再現性。

無可變軌道寬度的雷射金屬鍍膜 - YC52 何時是正確的解決方案?

久經考驗的 YC52 塗佈頭採用固定的軌道寬度,因此製程控制特別簡單可靠。它特別適用於注重均勻塗層和可重複建立結構的應用。

該鍍膜頭是粉末激光鍍膜焊接(定向能量鍍膜,DED)的穩固解決方案,可應用於鍍膜、修補和快速成型製程的工業應用。其堅固的設計和高度的製程穩定性,使其成為持續工業運轉的可靠解決方案。

具有不同噴嘴概念的模組化系統

VarioCladder YC52 沉積頭採用模組化設計,可配置不同的噴嘴概念。這使得系統可以針對金屬粉末雷射熔覆的不同應用進行客製化。

  • 同軸 4 光束噴嘴
    適用於高雷射功率與嚴苛的 3D 應用
  • 同軸環隙噴嘴
    用於均勻的粉末聚焦和高粉末效率
  • 軸外噴嘴
    用於難以進入的區域和低干擾輪廓的應用

模組化設計可針對特定應用和元件配置鍍膜頭,並支援元件幾何形狀和製程要求的最佳適應性 - 提供穩定且可重複的鍍膜製程。

VarioCladder YC52 在雷射金屬鍍膜上有哪些應用?

聚焦光學適用於各種工業應用,包括

  • 工具和模具的修補焊接
    用於修復磨損或損壞的部件
  • 渦輪和磨損部件的修復
    對塗層品質和製程可靠性要求極高
  • 功能性和保護性塗層
    改善磨損、腐蝕或溫度特性
  • 在快速成型製造中製造複雜結構
    用於功能集成或幾何要求高的部件
  • 在工具、汽車和飛機構造中的應用
    用於維修、塗層和快速成型製程

技術數據

  • 最大。雷射功率:6 kW
  • 工作距離:12 - 14 mm(特殊版本同軸環狀間隙噴嘴為 24 mm)
  • 最小粉末聚焦直徑:1 mm(環狀間隙噴嘴)、2 mm(4 光束噴嘴)、3 mm(離軸噴嘴)

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金屬粉末雷射熔覆如何運作?

使用金屬粉末的雷射金屬鍍膜,也稱為雷射金屬鍍膜 (LMD) 或直接能量鍍膜 (DED),是一種快速成型製程,其中金屬粉末被選擇性地導入雷射束的焦點,並在此熔化。材料分層敷貼在零件上,形成冶金結合的塗層或結構。

金屬粉末經由一個或多個噴嘴以受控方式送入雷射焦點。與此同時,雷射會在元件表面形成局部熔池,並將金屬粉末沉積其中。協調控制雷射功率、粉末進料和焦點位置,可製造出均勻、低孔隙率且具有高黏著強度的塗層。

此製程適合在快速成型製造中製造新的幾何形狀,也適用於和塗層製程,例如修復磨損的零件或功能化表面。鍍膜頭的光學設計在此扮演關鍵角色,因為它會顯著影響粉末聚焦、能量輸入和製程穩定性。