Älykkään valmistuksen rajojen avaaminen: CML Hybrid Multi-Laser -koaksiaalitekniikan läpimurrot ja sovellukset titaaniseoskomponenttien valmistuksessa

Tiialiinit, joilla on korkea lujuus, matala tiheys, korroosionkestävyys ja biologinen yhteensopivuus, ovat tulleet suosituksi materiaaliksi muun muassa korkean tason laitteiden ja 3C-teollisuuden aloilla. Kuitenkin perinteiset valmistusmenetelmät (kuten taonta ja valaminen) kohtaavat haasteita, kuten monimutkaisten rakenteiden vaikea muovattavuus, matala materiaalin hyödyntöaste ja korkeat kustannukset. Enigman CML Hybrid -monisäteilijäyhteisäteinen komposiittitekniikka mahdollistaa neliosaisen komposiittikäsittelyn, johon kuuluu moniaallonpituuslasersynteesi, lasersähkökaariyhdistelmä, lankapölyyhdistelmä ja suojakaasuyhdistelmä. Tämä tekniikka soveltuu muuttuvan koostumuksen gradienttimateriaaleihin, alueelliseen seosteknologiaan, korkean läpäisevyyden materiaalivalmistukseen ja mikrorakenteen hallintaan – keskeisiin tutkimussuuntiin DED-tekniikassa. Lisäksi se täyttää DED-tekniikan insinöörisovellusten vaatimukset lisättäessä materiaalien yhteensopivuutta, lisäämällä valmistustehokkuutta, komponenttien tarkkuutta, suorituskykyä ja monimutkaisuutta. Tämän tekniikan käyttöönotto on vallankumouksellinen vaihe tiialikomponenttien valmistuksessa ja se tarjoaa uuden ratkaisun korkean tarkkuuden ja suorituskyvyn sovelluskohteisiin.

Tekniset periaatteet

Monoaallonpituuslaserin keskisäteinen yhdistelmä: Käyttämällä kuutta itsenäisesti säädettävää lasermoduulia tämä teknologia saavuttaa monoaallonpituuslaserin keskisäteisen yhdistelmän, merkittävästi parantaen heijastavien materiaalien, kuten titaaniseosten, laserenergian absorptiota.

Laser-kaari keskisäteinen yhdistelmä: Itsensä säätöön kykeneviä laser-kaari-lämpölähteitä käytetään yhdessä, vuorottaen kahta prosessia. Kaarienergia ja laserenergia ovat reaaliaikaisesti dynaamisesti sovitettuja muodostaen synergistisen vaikutuksen nimeltä "laser-esilämmitys-kaaripehmuste", joka parantaa materiaalin lisävalmistuksen nopeutta ja tarkkuutta.

Säikeen ja jauheen keskisäteinen yhdistelmä: Tukee titaaniseudasäikeen ja jauheen samanaikaista syöttöä mahdollistaen gradienttimateriaalin tulostamisen.

CML Hybrid Multi-Laser Coaxial Composite -teknologian edut titaaniseulan valmistuksessa

Laserilla valmistettujen TC11-titaaniseosten näytteiden murtovenymäominaisuuksiltaan ne ovat selvästi parempia kuin perinteisillä kuviovahtamismenetelmillä valmistetut näytteet.

Vertailemalla laserilla ja kuviovahtamisella valmistettujen TC11-titaaniseosten näytteiden käyttäytymistä huoneenlämmössä: Vetolujuudeltaan laserilla valmistetut näytteet ovat anisotrooppisia, mutta niiden lujuus on vertailukelpoinen kuviovahtamalla valmistettujen näytteiden kanssa. Murtumisvenymältään laserilla lisäävällä valmistuksella valmistetut näytteet ovat selvästi korkeammalla kuin kuviovahtamalla valmistetut näytteet. Lisäksi lankaruiskutuksella valmistettujen näytteiden murtumisvenymä on 17 % suurempi kuin pölypohjaisella valmistusmenetelmällä valmistettujen näytteiden.

Valmistustehokkuuden ja materiaalin käytön kannalta laserlankamenetelmä on tehokkaampi kuin laserpölypohjainen menetelmä.

Laserlangan syötön lisäävän valmistuksen tehokkuus on ≥1 kg/h, kun taas pölynsyötön tehokkuus on 0,6 kg/h. Samalla laserin tehotasolla langansyötön kerrostustehokkuus on noin 40 % korkeampi kuin pölynsyötön. Lisäksi langansyötön prosessin materiaalin hyödyntämiskerroin on lähes 100 %, kun taas pölynsyötön prosessin hyödyntämiskerroin on noin 60 %. Langansyötön prosessi saavuttaa 40 %:n korkeamman materiaalin hyödyntämiskertoimen verrattuna pölynsyötön prosessiin.

Langansyötön prosessin testikappale

Pölynkerrosten testikappale

CML Hybrid -monolaserin koaksiaalisen komposiittitekniikan avulla valmistettujen näytteiden yleislaatu täyttää standardivaatimukset.

TC11-titaaniseoksen näytteiden valmistuksessa laserlangansyötötekniikalla seinämänpaksuusvirhe on ±0,3 mm:n sisällä, sisäiset virheet täyttävät kovuustestauksen AAA-tason, ja mekaaniset ominaisuudet täyttävät komponenttien vaatimukset.

Lisäksi titaaniseoskomponenttien valmistuksessa lisävalmistusteknologian käytöllä on etuja, kuten kevyt rakenne, korkea tehokkuus ja tarkkuus.

Enigma tarjoaa koko valikoimen ratkaisuja titaaniseoskomponentteihin eri teollisuudenaloilla, mukaan lukien laivanrakennus, 3C-telekommunikaatio ja autoteollisuus, materiaalien valmistusprosessien kehittämisestä sarjatuotantoon. CML Hybrid -monolaser- ja koaksiaalisten komposiittitekniikoiden yhdistely läpäisee titaaniseosten lisäävän valmistuksen tarkkuuden, tehokkuuden ja kustannusten haasteet, ja siitä on tullut 'häiritsijä' korkean tason valmistuksessa ja se on tuonut uutta vauhtia teollisuuden valmistukseen eri teollisuudenaloilla.