1. Wat is Additiewe Vervaardiging?

Additiewe vervaardiging 3D-drukwerk 1
3D-drukwerk in additiewe vervaardiging

Bykomende vervaardiging, andersins bekend as 3D-drukwerk of vinnige prototipering, is die proses om 'n driedimensionele voorwerp van 'n rekenaargesteunde ontwerp (CAD)-model te bou. 'n Laag-op-laag materiaal word neergelê, en dit werk ongeag materiaal, vorm en grootte.

Hierdie prosedure is 'n tegnologiese vooruitgang wat die benadering tot industriële produksie transformeer deur die konstruksie van ligter en sterker dele te ondersteun. Bykomende vervaardiging kan ook gebruik word om onderdele met hoë materiaalvereistes te bedek en te herstel.

Daar is geen beperkings wanneer dit by ontwerp kom nie. Funksies wat nie prakties is deur gebruik te maak van konvensionele vervaardiging nie, kan met additiewe vervaardiging bereik word.

Bykomende vervaardiging hou ook verskeie voordele in om 'n beter vooruitsig vir die vervaardigingsbedryf te vorm.

 

3D-drukwerk in additiewe vervaardiging

Volhoubaarheid en aanpasbaarheid is ook 'n paar voordele van bykomende vervaardiging. Die hoeveelheid materiaal wat gebruik word om voorwerpe te vervaardig, is baie spesifiek aangesien die voorwerpe presies vervaardig word, wat dus min of geen materiaalvermorsing neerkom nie.

Bykomende vervaardiging skep ook produkte wat hoogs aanpasbaar is en met buigsaamheid verpersoonlik kan word om aan jou behoeftes te voldoen.

Dit is dus 'n belowende tegnologie wat ingewikkelde geometriese voorwerpe met minder fisiese inmenging en hoë materiaaldoeltreffendheid kan konstrueer.

2. Lasersweis in additiewe vervaardiging

Die proses van additiewe vervaardiging word ook gewoonlik gedoen deur 'n stelsel bekend as 'n lasersweisstelsel.

Namate die toepassing van 'n hittebron vir die konstruksie van metaalonderdele met behulp van additiewe vervaardiging al hoe meer algemeen word, blyk lasersweiswerk die perfekte hulpmiddel daarvoor te wees. Grondstowwe in poeier- of draadvorm word gesmelt of gesinter deur 'n gekonsentreerde hittebron te gebruik om onderdele te vervaardig.

Poeierstelsels is meer hoofstroom as draadstelsels en word meer algemeen binne nywerhede gebruik. Eersgenoemde bied ook hoër meetkundige akkuraatheid, maar laer afsettingskoerse in vergelyking met laasgenoemde.

Bykomende vervaardiging met behulp van lasersweiswerk kan in twee tegnologieë verdeel word – lasermetaalafsetting en lasermetaalsmelting. Lasermetaalneerslag werk deur metaalpoeier via 'n spuitstuk te deponeer en 'n laser te gebruik om 'n sweispoel op die oppervlak te produseer, die mengsel van beide lei tot strukture na afkoeling.

Terwyl lasermetaalfusie 'n produk laag-vir-laag in 'n poeierbed opbou, aangesien die laser die metaalpoeier smelt op posisies wat deur 'n CAD-model gespesifiseer word.

3. Voor- en nadele van additiewe vervaardiging met behulp van lasersweis

Die voordele van die gebruik van lasersweistoerusting vir bykomende vervaardiging is dat die vraag na pasgemaakte komponente verminder word en die stelsel is ook buigsaam en modulariteit in ontwerp. Groot kwessies wat daarmee gepaard gaan, is egter stelselbeheer en outomatiseringswerk.

Om draad in 'n laag-op-laag-struktuur te probeer neerlê, is tot dusver steeds 'n onstabiele en moeilik hanteerbare prosedure. Dit vereis dat die beheerstelsel meer stabiel moet wees om die korrekte draadtoevoertempo, behoorlike laserintensiteit en behoorlike posisionering van die kop na die oppervlak te handhaaf.

'n Stabiele vloei van grondstofmateriaal na die oppervlak word verlang om te verseker dat die materiaal glad smelt en 'n egalige pad vorm wanneer dit gestol word. 

So noudat ons bekendgestel het hoe lasersweiswerk vir bykomende vervaardiging gebruik kan word, lees verder om meer uit te vind oor wat lasersweis is en ook die produkte wat ons aanbied.

4. Wat is Lasersweising

Lasersweis is die proses om metaal of termoplastiek saam te voeg deur 'n laserstraal te gebruik. Die balk verskaf 'n gekonsentreerde hittebron op sekere punte wat veroorsaak dat 'n vulmateriaal smelt en aan die oppervlak versmelt. ’n Sterk sweislas tussen die twee afdelings word dan na afkoeling gevorm.

Lasersweisroete vs lood
Roete vs. Lood

Soos genoem, sluit algemene tipes grondstofmateriaal poeiervoeding en draadvoeding in.

Poeiervoeding gebruik 'n verpoeierde metaallegering wat direk vanaf die verwerkingskop na die fokuspunt van die straalbaan afgelewer word. Die poeier word dan vloeibaar by die posisie as gevolg van die hoë termiese energie en produseer 'n klein poel gesmelte materiaal (vuller).

Wanneer die vuller afgekoel word, word 'n voeg gevorm, en die oortollige poeier word weggetrek vir hergebruik deur 'n suigstelsel wat met die masjien toegerus is.

Draadvoeding werk op soortgelyke wyse, met behulp van metaallegeringsdraad in plaas van poeier. Die draad word na die interaksiepunt tussen die laserstraal en die oppervlak gerig. Net so smelt die draad van die hoë temperatuur en vorm 'n verbinding.

Afgesien van die tipe materiaal wat gebruik word, is die posisie waarin dit geplaas word ook deurslaggewend. Daar is twee tipes konfigurasie vir sy posisionering en dit is agtervoer en voorste voer.

Sleepvoer verwys na wanneer die vulmateriaal agter die laserstraal geplaas word waar die gesmelte poel reeds ten volle ontwikkel is terwyl die voorste toevoer is wanneer die vulmateriaal voor die laserstraal geleë is en in die sweispoel se voorrand ingevoer word.

Standaard praktyk is om die materiaal aan die voorkant te voer aangesien sleepvoer onvolledige vermenging van die materiaal met die reeds ontwikkelde poel veroorsaak.

Die hoek waarteen die materiaal afgelewer word, speel ook 'n belangrike rol om te verseker dat die sweislas suksesvol gebou word. Normale praktyk sal wees om dit teen 45° vanaf vertikaal te voer, maar hoeke tussen 30° en 60° kan ook gebruik word.

Hoeke kleiner as 30° sal veroorsaak dat die materiaal met 'n groot gedeelte van die laserstraal oorvleuel, wat weer veroorsaak dat die materiaal smelt en verdamp sonder om met die swembad te kombineer, terwyl hoeke bo 60° dit moeilik maak om die draad met die straal se middellyn te posisioneer.

45° help dus om die komplikasies wat betrokke kan wees te vereenvoudig.

4.1 Werkbeginsel

Strale van die laserbron word deur die kollimerende lens gestuur, wat 'n parallel-belynde straal uitstuur. Dit bereik dan die dichroïese spieël, 'n kontakpunt vir twee dele - die kykpoort en gekollimeerde laserbron.

Die spieël beskik oor 'n dun filmfilter wat lig weerkaats en/of deurlaat, afhangende van die golflengte daarvan.

In die geval van die beeld reflekteer die spieël lig wat bedoel is vir uitset by die kykpoort, terwyl dit die oordrag van die laser vir sy beoogde gebruik by die werkoppervlak moontlik maak.

Die fokuslens konsentreer dan die laser op sy brandpunt, wat op dieselfde vlak as die werkoppervlak is. Die balk smelt dan die vulmateriaal op die werkoppervlak en laat albei versmelt.

Die verstelknoppe maak voorsiening vir subtiele veranderinge aan die hoogte en fokus van die fokuslens, of om die kollimasiefaktor te verhoog en te verminder.

'n Koppelstuk help om die laser aan die sweiskop vas te maak en verskeie koppeltipes soos Quartz Block Head (QBH), D80, LLK-B en SMA905 is in die mark beskikbaar.

Puin en sweisslak is algemene neweprodukte van sweiswerk. Om te verhoed dat dit die sweiskop binnedring, dien 'n glasvenster as 'n stop-gaping tussen die optiese dele van die sweiskop en die werkoppervlak. Die venster het 'n laai-styl ontwerp wat dit moontlik maak vir maklike vervanging.

Enkelvlek- en areaskandering-sweiskopdiagram
Enkelpuntlasersweiskop

A Lasersweiskop bestaan ​​ook uit verskeie sensors wat verlangde terugvoer verskaf om die prosesbeheerlus te sluit.

Temperatuursensors help om die temperatuur van die lasersweiskop te monitor en verseker dat dit nie die werktemperatuurreeks oorskry nie.

Laserkragsensors bied die opsie om die laseruitsetkrag te eniger tyd te verifieer terwyl die masjien in gebruik is en dit met 'n aanvaarbare waarde te vergelyk. Hierdie kontrole kan enige probleme wat binne die stelsel bestaan, uitlig.

Die gebruik van 'n kamerasensor sal verder verduidelik word in die volgende afdeling waar ons die dele wat in 'n lasersweisstelsel gebruik word, sal uitlig.

'n Suiweringstelsel, sowel as 'n verkoelingstelsel, bestaan ​​ook binne die sweiskop. Eersgenoemde kom as 'n aparte aanhegsel wat lug na die sweisplek uitskiet, om te verseker dat geen onsuiwerhede met die oppervlak gemeng word nie, terwyl laasgenoemde help om die stelsel af te koel.

Sekere metale en legerings is sensitief vir die teenwoordigheid van gasse en dampe. Die kombinasie van beide kan lei tot ongunstige verbindings wat die kwaliteit van die sweislas kan verminder en dus is dit belangrik om 'n behoorlike suiweringstelsel te hê.

Laastens word waterverkoeling gebruik om die stelsel af te koel aangesien dit relatief vinnig kan verhit as gevolg van die sweisproses wat by hoë temperature uitgevoer word.

5. Onderdele wat in 'n lasersweisstelsel gebruik word

Die hoofkomponente van 'n lasersweisstelsel sluit die laser, 'n gemotoriseerde gids en 'n beeldstelsel in.

5.1 Laserbron

'n Verskeidenheid lasers kan in 'n sweisstelsel gebruik word, maar die meer algemene is – gaslasers, vastestoflasers en vesellasers.

Gaslasers gebruik 'n mengsel van gasse soos helium (He), stikstof (N) en koolstofdioksied (CO)2) as sy lasermedium. Hierdie lasers stimuleer die gasmengsel deur energie van hoëspanning- en laestroomkragbronne te voorsien. Hulle kan ook in beide gepulseerde en deurlopende modus werk.

Menlo Systems Femtosecond Fiber Laser
Femtosekonde vesellaser

Vastetoestandlasers gebruik vaste media in 'n gasheermateriaal as sy lasermedium. Die meer algemene vaste media wat in vastestoflasers gebruik word wat geskik is vir lasersweiswerk is sintetiese robynkristal (chroom, Cr, in aluminiumoksied, Al2O3), neodymium in glas (Nd:glas) en die gewildste een, neodymium in yttriumaluminium granaat (Nd:YAG). Die eerste twee tipes kan slegs in gepulseerde modus werk, maar Nd:YAG kan in beide gepulseerde en kontinue modus werk.

Die lasermedium wat in 'n vesellaser gebruik word, is die optiese vesel self en dit is gedoteer met seldsame-aarde-elemente. Die lig word in die optiese vesel geproduseer en na die oppervlak gelei deur 'n buigsame afleweringvesel, bekend as 'n 'liggeleiding'.

Vesellasers word al hoe meer gewild in lasersweiswerk, aangesien dit voordele bied wat gas- en vastestoflasers nie kan nie. CO2 lasers het beperkte akkuraatheid en produseer ook ongewenste hitte wat te hoog in die sweislas is terwyl Nd:YAG-lasers nie die mees optimale sweisspoed, kolgrootte en elektriese energieverbruik het nie. Vesellasers, aan die ander kant, kan hierdie elemente bevredig en bo en behalwe sy buigsaamheid, is dit wat dit 'n beter keuse maak.

Terselfdertyd bied ons verskeie lasers wat versoenbaar is met 'n sweiskop.

5.2 Gemotoriseerde Gids

Die gemotoriseerde gids kombineer die laserkop na die rekenaars vir die sweisproses deur rekenaargesteunde vervaardiging (CAM) stelsel gebaseer op rekenaargesteunde ontwerp (CAD). Alhoewel lasersweiswerk met die hand gedoen kan word, is die meeste stelsels nou geoutomatiseer vir verhoogde doeltreffendheid.

5.3 Beeldstelsel

Hoëspoedkamera Mini AX
Hoëspoedkamera

Die meeste lasersweiskoppe is toegerus met beeldtoestelle, soos 'n CCD-kamera en CCTV-lens. Dit kan aan die uitsigpoort geheg word sodat 'n kamera dieselfde optiese pad kan sien as dié wat deur die laser gedek word. Die kamera verskaf dan monitering en inspeksie van die sweiseffekte intyds.

Ons bied ook 'n verskeidenheid Hoëspoedkameras.

6. Tipes lasersweiswerk

Lasersweis kan op twee maniere gedoen word – geleiding en sleutelgatsweis.

6.1 Geleidingsweiswerk

In hierdie metode het die laserstraal 'n kragdigtheid wat die oppervlak van die materiaal kan verhit, maar nie tot die mate dat dit verdamp en dit binnedring nie. Geleidingsweiswerk vertoon dus dikwels 'n hoë breedte-tot-diepte-verhouding.

6.2 Sleutelgatsweiswerk

Hierdie tipe sweis word gewoonlik gevorm deur 'n sweiskop bekend as Enkelpuntsweiskop en die gebruik van 'n tegnologie wat bekend staan ​​as laserpuntsweiswerk, wat by 'n enkele punt sweis om 'n enkele sweisvlek met behulp van 'n laser te skep.

Die laserstraal in sleutelgatsweiswerk het tipies hoër drywingsdigthede aangesien dit gefokus moet word op 'n plek wat klein genoeg is om te veroorsaak dat die oppervlak van die materiaal nie net smelt nie, maar ook verdamp.

Die balk dring dan die materiaal binne en vorm 'n leemte bekend as 'n 'sleutelgat'. Die gat word verseël deur die gesmelte materiaal wat agter die laser aanloop, wat 'n klein puntsweislas skep.

Hierdie metode produseer ook diep en smal sweislasse, waar die krag van die laser eweredig is aan die diepte van die geproduseerde sweislas. Dus, wat lei tot sweislasse met 'n hoë diepte-tot-breedte-verhouding.

Enkelvlek- en areaskandering-sweiskopdiagram 2
Area Scan Lasersweiskop

Nog 'n tipe sweiskop staan ​​bekend as 'n Area Scan Sweiskop wat sweis by die area waar mens aan die verlangde werkstuk wil werk.

Dit maak gebruik van 'n galvo-skanderingkop met spieëls daarin geplaas, en skandeerlens (gewoonlik F-Theta-scanlens) om die laserstraal af te buig en na die verlangde area te projekteer.

7. Lasersweistoepassings

Lasersweis word dikwels in 'n verskeidenheid toepassings en nywerhede gebruik. Dit wissel van die juweliersbedryf tot die motorbedryf, van die regmaak van drukvate tot spoorwegtoerusting.

7.1 Motorbedryf

Lasersweistoepassing Motorindustrie
Automotive Industry

In die motorbedryf laat lasersweis vervaardigers toe om modules soos solenoïede, enjinonderdele, brandstofinspuiters, transmissieonderdele, lugversorgingstoerusting sowel as baie ander produkte te sweis.

Die vermoë daarvan om dele met beperkte hitte en onbeduidende vervorming te sweis maak lasersweis 'n gewilde hulpmiddel.

7.2 Juweliersware-industrie

Lasersweiswerk word gereeld in baie gebiede gebruik, soos om goue of platinumpunte weer te steek sonder dat dit nodig is om diamante uit sy posisie te verwyder, kostuumjuweliersware te herstel sonder om die klippe te verwyder en weer daaraan vas te maak, vlekvrye staal horlosiebande te herstel sonder om onderdele te verander wat afgekom het, maak vervaardigingsdefekte reg en vele meer.

7.3 Fotonika-industrie

Die fotonika-industrie trek voordeel uit lasersweiswerk vir die verpakking van fotoniese toestelle, soos laserdiodes, sonkrag- en fotovoltaïese selle, en liguitstralende diodes, en dit gebruik Nd:YAG-laserbron.

Hierdie toestelle word algemeen gebruik in telekommunikasie in die militêre industrie, wat vereis dat hulle 'n lang operasionele leeftyd moet hê onder ongunstige omgewingstoestande.

Gevolglik vereis die fotoniese toestelle wat binne-in metaal hibriede behuisings omhul is sterk lasse en hermetiese verseëlings wat met lasersweis bewerkstellig kan word.

7.4 Elektroniese industrie

Die tegniek van lasernaat- en puntsweiswerk is 'n gewilde keuse, aangesien die akkuraatheid daarvan dit moontlik maak om klein kolle en smal nate in miniatuur elektriese komponente aan te sluit. Algemene toepassings sluit in industriële samestellings wat hoë akkuraatheid vereis en hermetiese seëls wat sensitief is vir druk.

7.5 Mediese Nywerheid

Lasersweistoepassing Mediese Nywerheid
Mediese industrie

En laastens, lasersweis word algemeen gebruik vir die vervaardiging van mediese toestelle en dit gebruik dikwels vesellaser. Mediese hulpmiddels word gewoonlik gemaak van verskeie metale wat aanmekaar gesweis is.

Hierdie metale kan verskillende eienskappe hê wat dit 'n uitdaging maak om te verbind, maar vesellasers het die vermoë om te verseker dat 'n sterk sweislas gevorm word. Sommige toestelle wat uitgevind is, sluit in defibrillators, ortodontiese toestelle, kateters, pasaangeërs, gehoorapparate, prostetika en chirurgiese gereedskap.   

Enkelpuntsweiskop word hoofsaaklik in die juweliersbedryf gebruik om stukke van goud en silwer te herstel, tandheelkundige industrie om kunsgebitte te herstel, en ook plastieksweiswerk.

Area Scan Sweiskop word in die elektroniese industrie gebruik vir die konstruksie van selfone en ander elektriese metaalstukke, elektroniese komponente, en die mediese industrie vir die vervaardiging van mediese toestelle, plastiek en instrumentasie.

8. Koop 'n betroubare lasersweiskop

Laser Optics Laser Welding Head Sosiale Thumbnail
Lasersweiskop

Noudat jy weet wat 'n lasersweiskop is en sy toepassings, behoort jy te weet waar om 'n kwaliteit een te koop. Natuurlik kan jy kwaliteit koop Laser Sweiskop van ons.

Wavelength Opto-Electronic bied sweiskoppe in verskeie ontwerpe wat vir 'n verskeidenheid toepassings gebruik kan word. Produkte kan ook aangepas word om by jou tegniese behoeftes te pas.

Ons is besig om ons webwerf-ontwerp op te knap vir 2023!
Hou asseblief Shift + Refresh (F5) in om die kas skoon te maak as inhoud nie vertoon word nie
Hierdie webwerf word die beste bekyk met Chrome/Firefox/Safari.