Introduktion: Vad är laserkoaxial trådmatning?

Vid additiv tillverkning med trådmatad laser delas trådmatningsmetoder generellt in i koaxial trådmatning och trådmatning utanför axeln, beroende på den relativa positionen mellan laserstrålen och tillsatstråden.

Bland dessa, laserkoaxial trådmatningsteknik har fått allt större uppmärksamhet på grund av sin överlägsna processstabilitet, högre materialutnyttjande och bättre avsättningskvalitet, vilket gör den till en viktig utvecklingsriktning för avancerade laseradditiva tillverknings- och reparationsapplikationer.

Jämförelse: Koaxial vs. Off-Axis-trådmatning

Begränsningar med trådmatning utanför axeln

Trådmatning utanför axeln har stark riktning under tryckning. Trådens position och matningsriktning måste justeras kontinuerligt, vilket leder till ojämn uppvärmning av tillsatstråden. Detta kan negativt påverka mikrostrukturen och de mekaniska egenskaperna hos det avsatta lagret.

Dessutom:

Substratet absorberar mer laserenergi

Utspädningshastigheten är relativt hög

Processtabilitet är känslig för skanningsriktning

Dessa faktorer begränsar dess tillämpning i tillverkningsscenarier med hög precision och hög konsistens.

Fördelar med laserkoaxial trådmatning

Laserkoaxial trådmatning eliminerar behovet av att justera trådens position, riktning eller vinkel under bearbetning. Processen är oberoende av skanningsriktningen, vilket gör att mer laserenergi kan absorberas direkt av tråden snarare än substratet.

Viktiga fördelar är:

Enhetlig energifördelning

Högre deponeringseffektivitet

Lägre utspädningshastighet

Förbättrad formningskonsistens

Tekniska utmaningar med laserkoaxial trådmatning

Trots sina fördelar har laserkoaxial trådmatningsteknik sett relativt begränsad användning på marknaden. Den främsta anledningen ligger i dess hög optisk systemkomplexitet.

Den koaxiella trådmatningslösningen kräver att en solid laserstråle omvandlas till en ihålig ringformad (ringformad) balk, samtidigt som metalltråden matas genom mitten av ringbalken. Denna process innebär flera tekniska utmaningar, inklusive:

Laserstråleformning och optisk vägtransformation

Se till att tråden undviker direkt laserbestrålning innan den går in i smältbassängen.

Optimering av ringformad strålkonvergensvinkel

Kontroll av inre och yttre punktdiametrar för att uppnå stabil trådsmältning och stelning

Dessa faktorer ökar systemdesignens och integrationens svårigheter avsevärt.

Greenstone-Tech laserkoaxial trådmatningsmodul

Ocuco-landskapet Greenstone-Tech laserkoaxial trådmatningsmodul för utskrift använder metalltråd som avsättningsmaterial och laserenergi för riktad smältning och avsättning. Den kombinerar fördelarna med:

hög precision

Hög effektivitet

Hög prestanda

Låg materialkostnad

Denna teknik är lämplig för snabb tillverkning, reparation och omtillverkning av industriella komponenter, och kan flexibelt integreras i olika laserbearbetningsplattformar.

Flexibel kompatibilitet över flera maskinplattformar

Laserkoaxialtrådmatningsmodulen är utformad för enkel integration och kan anpassas till ett brett utbud av laseradditiva tillverkningssystem, vilket gör den lämplig för både ny utrustning och systemuppgraderingar.

Viktiga fördelar med Greenstone-Techs laserkoaxialtrådmatningsteknik

Jämn och stabil energifördelning

Laserstrålen formas till en ihålig ringformad stråle, där metalltråden matas exakt genom mitten. Denna konfiguration säkerställer en jämn och stabil energifördelning runt tråden, vilket förbättrar smältkonsistensen.

Avancerad koaxial laserhuvuddesign

Det koaxiala trådmatande laserhuvudet har kopparspegelstråledelning, en ihålig ringformad punkt och fullständig vattenkylning. Denna design säkerställer stabil optisk prestanda under långvarig drift med hög effekt.

Intelligent övervakning och processkontroll

Realtidsövervakning av linstemperatur och kylvätska

CCD-baserad smältpoolövervakning för synkroniserad observation

Fullständig processkvalitetskontroll för stabila och repeterbara resultat

Hög optisk renhet och lång livslängd

Hög tätningsprestanda i kombination med dubbla skyddslinser säkerställer en ren optisk väg, vilket avsevärt förlänger komponenternas livslängd och minskar underhållsfrekvensen.

Nästan 100 % materialutnyttjande

Jämfört med pulverbaserade processer uppnår laserkoaxial trådmatning nästan 100 % trådutnyttjande, vilket minimerar materialspill och sänker produktionskostnaderna.

Brett utbud av kompatibla trådmaterial

Trådmaterial som stöds inkluderar:

Syrafast

Nickelbaserade legeringar

Titanlegeringar

Aluminiumlegeringar

Tillgängliga tråddiametrar inkluderar 0.8 mm, 1.0 mm, 1.2 mm och 1.6 mm, vilket uppfyller olika applikationskrav.

Enkel användning och hög bearbetningsfrihet

Greenstone-Techs utrustning för additiv tillverkning av laserkoaxialtråd är enkel att använda och kräver inte justering av trådens position, riktning eller vinkel. Den optiska vägen är flexibel och exakt kontrollerbar, vilket ger hög bearbetningsfrihet utan begränsningar i skanningsriktningen.

Viktiga processparametrar inkluderar:

Laserkraft

Trådmatningshastighet

Skanningshastighet

Systemet levererar hög metallavsättningseffektivitet, jämn ytkvalitet och låg ytjämnhet, vilket ger användarna en verkligt effektiv, högkvalitativ och automatiserad lösning för additiv lasertillverkning.

Slutsats: En kärnteknik för avancerad laseradditiv tillverkning

Laserkoaxial trådmatningsteknik representerar ett betydande framsteg inom laseradditiv tillverkning. Med sin höga effektivitet, låga utspädning, utmärkta formningskvalitet och nästan noll materialspill är den idealisk för precisionstillverkning, komponentreparation och industriell retillverkning.

Greenstone-Techs koaxiala trådmatningslösning erbjuder en pålitlig och skalbar väg mot intelligent, automatiserad och högpresterande laseradditiv tillverkning.