
SLM Solutions(德国)是使用
选择性激光熔化技术的工业3D打印机的全球领先制造商之一。 2016年2月,SLM代表处在莫斯科成立。 我们与SLM Solutions RUS的领先技术专家Pavel Ladnov进行了交谈。 对话涉及国内航空企业中添加剂技术的实施以及SLM Solutions提供的解决方案。
-如果我们在谈论3D技术,那么航空航天企业将面临哪些任务,哪些问题与他们最相关?-首先,这是基于添加技术的制造过程认证的问题。 其次,缺乏在选择性激光熔化(SLP)中使用难加工的钛和镍合金的经验。 最后,缺乏在我国广泛使用的粉末成分,铝和镁合金,钢等。
-请向我们介绍SLM解决方案提供的解决方案。-我们公司提供多种选择和设备配置,可以最充分地满足所有客户要求。 SLM 280HL和SLM 500HL型号使用多激光系统,每个激光的功率为700瓦-仅对于
航空主题而言这很有趣。 与具有两个400 W激光器的类似装置相比,此选件(例如,在SLM 280HL上)可将铝合金的生产率提高多达30%。 为了解决与零件制造技术认证有关的问题,该公司的设备可选地配备了用于监控实际激光功率的监视系统和用于监视熔池中热辐射排放的系统。 应当注意,基本设备中包括沉积和融合层的质量控制系统以及用于流式传输安装过程的日志文件的系统。 SLM Solutions还不断努力扩大公司提供的
金属粉末的范围。
-在航空航天业中使用3D技术的细节是什么?-首先,这是一个严格的认证程序。 通过选择性激光熔化获得的零件的质量由四个主要因素决定。
1. 3D打印机的质量。
确保:通过在将设备运送到客户之前进行和分析测试工作,然后在安装设备之后在客户领土上进行测试,并规范校准和维护程序。
2.建筑零件的加工质量。
提供:调节工艺参数和设备设置。
3.设备的工作质量。
它提供:通过规范操作设备的程序和设备操作室的外部条件; 增材安装操作员的培训水平。
4.所用材料的质量。
它通过以下方式提供:物料的输入控制和测试,存储,运输的法规,物料的使用。
基于此,可以想象得到所有这四个参数的认证过程要获得认证零件是多么费力。
选择性激光熔化技术在航空航天领域的应用的另一个重要特征尤其是对技术难度大的材料(例如钛和镍合金)的研究。 这些合金易于形成残余应力,导致零件翘曲甚至破裂。
航空航天零件的几何形状通常充满薄壁,复杂的复杂形状,蜂窝状结构,而设备制造商提供的材料的标准参数是指“平均”零件,不是太大也不是太薄。 显然,不仅对于一般材料,而且对于具有特征几何形状的零件,都需要预先计算出构造过程的参数。 有时,如果不了解此功能,就会使那些认为3D打印机应该通过按“开始”按钮来生产高质量零件的人们感到困惑,而无需对过程进行任何初步详细说明。
-现在在航空业中可以在什么水平上使用添加剂技术-实验室测试,单个零件的制造,小规模生产或企业通用技术流程链中的成熟添加剂生产?-航空中的附加技术可以大幅降低“购买-飞行”系数,即购买的物料量与将“飞行”的成品零件中的物料量之比。 它们还可以实现单个零件以前无法实现的功能,以生产轻便耐用的零件,从而增加飞机的有效载荷。 但是,正如我已经说过的,与认证和确保生产过程的稳定性有关的严重问题仍未完全解决。
SLM Solutions拥有来自航空业的大量客户。 他们都首先在实验室中测试了零件,然后一些客户能够使用
3D技术制造单个和小型零件。 在不久的将来,航空企业的全循环生产将成为问题。
-SLM设备是最终解决方案吗? 还是需要单独的软件来准备打印,后处理等? 在这种情况下,您对客户有何建议?“如果您愿意,SLM的设备主要是一种工具,是一种组合工具,用于解决金属3D打印领域中的各种生产任务。 您可以使用Photoshop软件进行类比,该软件具有大量的设置和用例,并且每个用户都可以精确地选择他需要解决的特定问题。 是的,SLM设备肯定是选择性激光熔炼厂市场上的Photoshop。
根据任务,该工具可以是最终解决方案,也可以是中间解决方案。 当然,与零件设计,
拓扑优化和生成设计有关的问题需要使用第三方软件来获得零件的最终源模型。 使用设备和后处理器随附的软件来准备要打印的零件,不需要其他软件。
由于选择性激光熔化工艺的性质,由镍,钛合金,工具钢等材料制成的零件可能需要进行额外的热处理或HIP处理。
选择性激光熔化的过程不能归因于高精度过程,并且零件的表面质量可与
在燃烧的蜡模和丢失的蜡模上进行
铸造相比。 因此,对表面的粗糙度和平面度有更高要求的零件的结构元件必须进行后续的精加工。
-SLM解决方案在技术方面优于竞争对手的是什么?-SLM解决方案设备的主要优势在于拥有同类产品中最高的性能,这要归功于获得专利的多激光系统,700瓦激光的使用以及在两个方向上的沉积层。
其他优点包括用于设置设备参数的开放系统,易于维护,功能强大的后处理器以及具有保存数据能力的施工过程参数控制系统的可用性,各种设备和外围设备的配置。
-3D打印中使用哪些金属粉末? SLM 3D打印机可以使用其他制造商的金属粉末吗?-SLM解决方案单元适用于几乎所有材料。 该公司的金属粉末不仅包括SLP工艺中广泛使用的合金,例如TiAl6V4、316L,IN718,AlSi10Mg,而且在3D打印服务市场中也很少见,例如线性热膨胀系数低的Invar36和锡青铜CuSn10 。
基本上,用于SLP工艺的粉末是通过气体或等离子体雾化方法获得的。 一个重要的条件是颗粒的球形和没有卫星。 从操作的角度来看,SLP装置对粉末的流动性提出了最严格的要求。 为了获得良好的流动性,既可以使颗粒具有球形,又可以具有一定的分数组成。 基本上,用于SLP工艺的粉末的粒径在10-63μm的范围内,并且具有单模分布。
-您如何评价俄罗斯生产的粉末的质量(如果已经在市场上出售)?-因为我没有专门处理这个话题,所以我很难判断俄罗斯粉末的质量。 但是,我想指出的是,我们有使用家用粉末的客户,并且从原则上讲,它们提供必要的零件质量。 有时,问题不仅仅在于粉末,还在于正确地进行工作以优化特定材料的施工工艺参数。 在SLM Solutions安装中使用粉末的关键是良好的粉末流动性,您可以与其余的一起使用。
-让我们谈谈您公司为解决航空航天业问题而开发新技术,设备和材料的前景。-首先,作为设备制造商,SLM Solutions寻求改进SLP的安装设计,使其更加方便和高效。 正在进行改善建筑过程监控系统的工作-这对航空技术认证很重要-并改善外围设备。 另一个工作领域涉及测试新合金组的SLP工艺参数-扩大所用粉末的范围。 SLP技术非常灵活且易变,存在许多有希望的领域。
-您还能与我们的博客读者分享什么?-我想说这么重要的事情。 当然,添加技术是未来,但不要把它们当作灵丹妙药,一种制造零件的通用方法。 记者有时喜欢极大地夸大现有机会,但工程师必须了解:每种方法在适用性方面都有其自身的局限性-技术,经济,技术等。
的确,选择性激光熔化使您可以超越常规的零件设计方法,具有某些优势,但只有在技术用户理解其适用性的局限性-材料,设计和生产过程的经济性时,这些优势才能实现。
3D打印应作为生产产品以及机械和塑料加工,铸造,焊接的另一种技术版本。 在选择生产过程的选项时,请仔细权衡利弊。