Introduction : Qu'est-ce que l'alimentation par fil coaxial laser ?

Dans la fabrication additive laser à fil, les méthodes d'alimentation en fil sont généralement divisées en alimentation par fil coaxial et alimentation de fil hors axe, en fonction de la position relative entre le faisceau laser et le fil de remplissage.

Parmi ceux-ci, technologie d'alimentation de fil coaxial laser Elle a suscité un intérêt croissant en raison de sa stabilité de processus supérieure, de son utilisation plus efficace des matériaux et de sa meilleure qualité de dépôt, ce qui en fait une voie de développement clé pour les applications de fabrication additive laser haut de gamme et de réparation.

Comparaison : Alimentation par fil coaxiale vs. hors axe

Limites de l'alimentation en fil hors axe

L'alimentation en fil hors axe présente une forte directivité lors de l'impression. La position et le sens d'alimentation du fil doivent être ajustés en permanence, ce qui entraîne un chauffage irrégulier du fil d'apport. Ceci peut nuire à la microstructure et aux propriétés mécaniques de la couche déposée.

En outre:

Le substrat absorbe davantage d'énergie laser

Le taux de dilution est relativement élevé

La stabilité du processus est sensible à la direction de balayage.

Ces facteurs limitent son application dans les scénarios de fabrication de haute précision et de haute régularité.

Avantages de l'alimentation par fil coaxial laser

L'alimentation par fil coaxial laser élimine la nécessité d'ajuster la position, la direction ou l'angle du fil pendant le traitement. Ce procédé est indépendant du sens de balayage, ce qui permet à une plus grande quantité d'énergie laser d'être absorbée directement par le fil plutôt que par le substrat.

Les avantages clés incluent:

Distribution uniforme de l'énergie

Efficacité de dépôt plus élevée

taux de dilution plus faible

consistance de formage améliorée

Défis techniques de l'alimentation par fil coaxial laser

Malgré ses avantages, la technologie d'alimentation par fil coaxial laser a connu une adoption relativement limitée sur le marché. La principale raison réside dans son complexité élevée du système optique.

La solution d'alimentation par fil coaxial nécessite la conversion d'un faisceau laser solide en un poutre annulaire creuse (en forme d'anneau), tout en faisant passer simultanément le fil métallique au centre de la poutre annulaire. Ce procédé comporte de multiples défis techniques, notamment :

Mise en forme du faisceau laser et transformation du chemin optique

Il faut s'assurer que le fil n'est pas exposé directement au rayonnement laser avant d'être plongé dans le bain de fusion.

Optimisation de l'angle de convergence du faisceau annulaire

Contrôle des diamètres intérieur et extérieur du point de fusion pour obtenir une fusion et une solidification stables du fil

Ces facteurs augmentent considérablement la difficulté de conception et d'intégration du système.

Module d'alimentation de fil coaxial laser Greenstone-Tech

Le Module d'impression à alimentation par fil coaxial laser Greenstone-Tech Utilise un fil métallique comme matériau de dépôt et l'énergie laser pour la fusion et le dépôt directionnels. Elle combine les avantages de :

Haute précision

Haute efficacité

Haute performance

Faible coût du matériel

Cette technologie convient à fabrication rapide, réparation et remise à neuf de composants industrielset peut être intégré de manière flexible à différentes plateformes de traitement laser.

Compatibilité flexible avec de multiples plateformes de machines

Le module d'alimentation de fil coaxial laser est conçu pour une intégration facile et peut être adapté à une large gamme de systèmes de fabrication additive laser, ce qui le rend adapté aussi bien aux nouveaux équipements qu'aux mises à niveau des systèmes existants.

Principaux avantages de la technologie d'alimentation de fil coaxial laser Greenstone-Tech

Distribution d'énergie uniforme et stable

Le faisceau laser est transformé en un faisceau annulaire creux, le fil métallique étant acheminé précisément en son centre. Cette configuration garantit une distribution d'énergie uniforme et stable autour du fil, améliorant ainsi la régularité de la fusion.

Conception avancée de tête laser coaxiale

La tête laser à alimentation coaxiale est dotée d'un système de séparation du faisceau par miroir en cuivre, d'un spot annulaire creux et d'un refroidissement intégral par eau. Cette conception garantit des performances optiques stables même en fonctionnement prolongé à haute puissance.

Surveillance intelligente et contrôle des processus

Surveillance en temps réel de la température de l'objectif et du fluide de refroidissement

Surveillance des bassins de fonte par CCD pour une observation synchronisée

Contrôle qualité complet du processus pour des résultats stables et reproductibles

Haute pureté optique et longue durée de vie

L'étanchéité performante associée à des lentilles de protection doubles garantit un chemin optique propre, prolongeant considérablement la durée de vie des composants et réduisant la fréquence de maintenance.

Utilisation des matériaux proche de 100 %

Comparé aux procédés à base de poudre, l'alimentation par fil coaxial laser permet d'atteindre un taux d'utilisation du fil proche de 100 %, minimisant ainsi le gaspillage de matériaux et réduisant les coûts de production.

Large gamme de matériaux de câblage compatibles

Les matériaux de câblage pris en charge comprennent :

Inox

Alliages à base de nickel

Alliages de titane

Alliages d'aluminium

Les diamètres de fil disponibles comprennent 0.8 mm, 1.0 mm, 1.2 mm et 1.6 mm, répondant ainsi à diverses exigences d'application.

Fonctionnement simple et grande liberté de traitement

L'équipement de fabrication additive par fil coaxial laser Greenstone-Tech est simple d'utilisation et ne nécessite aucun réglage de la position, de la direction ou de l'angle du fil. Le trajet optique est flexible et contrôlable avec précision, offrant une grande liberté de traitement sans limitation de direction de balayage.

Les principaux paramètres du processus comprennent :

Puissance du laser

Vitesse d'alimentation du fil

Vitesse de numérisation

Le système offre une efficacité de dépôt métallique élevée, une qualité de surface lisse et une faible rugosité de surface, offrant ainsi aux utilisateurs une véritable solution de fabrication additive laser efficace, de haute qualité et automatisée.

Conclusion : Une technologie essentielle pour la fabrication additive laser avancée

La technologie d'alimentation par fil coaxial laser représente une avancée majeure dans la fabrication additive laser. Grâce à son rendement élevé, sa faible dilution, son excellente qualité de formage et ses pertes de matière quasi nulles, elle est parfaitement adaptée aux applications de fabrication de précision, de réparation de composants et de remise à neuf industrielle.

La solution d'alimentation par fil coaxial de Greenstone-Tech offre une voie fiable et évolutive vers une fabrication additive laser intelligente, automatisée et haute performance.