Additive Fertigung mit Lasertechnik
Herstellung von Metallteilen mit Präzision, wenig Abfall und hoher Gestaltungsfreiheit
Additive Manufacturing- Prozesse mit Lasertechnik, wie Laser-Pulverbettfusion (L-PBF), Laserauftragsschweißen (LMD) und selektives Lasersintern, sind die am häufigsten eingesetzten 3D-Druckprozesse.
Um eine 3D-Komponente Schicht für Schicht aus Metalldraht oder -pulver herzustellen, wird eine Wärmequelle verwendet, um Tropfen und Pulverpartikel zu schmelzen und miteinander zu verbinden. Für all diese Prozesse werden Industriegase benötigt, um das heiße Substrat vor der Atmosphäre zu schützen und die Eigenschaften der Komponenten anzupassen. Linde kann gewährleisten, dass Industriegase und Gasmanagement-Systeme die speziellen Produktionsanforderungen erfüllen.
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Die wichtigsten Prozesse im Laser Additive Manufacturing.
Laser-Pulverbettfusion (L-PBF) Laserauftragsschweißen (LMD) Selektives LasersinternLaser-Pulverbettfusion (L-PBF)
Die Laser-Pulverbettfusion (L-PBF) ist unter verschiedenen Bezeichnungen bekannt, wie beispielsweise selektives Metall-Lasersintern, Metall-Laserschmelzen, Metall-Direktdruck und Metall-Direktlasersintern. Linde liefert dem Kunden Gasversorgungssysteme für reines gasförmiges oder flüssiges Argon, welches eine geeignete inerte Atmosphäre für L-PBF-Prozesse schafft.
In Laser-Pulverbettfusionsprozessen (L-PBF) werden häufig folgende Materialien eingesetzt:
- Titan
- Edelstahl
- Maraging-Stahl
- Aluminium
- Kobalt-Chrom
- Nickellegierungen
- Inconel
Linde-Lösungen für L-PBF-Prozesse:
- Argon-Gasversorgung – Auslegung, Lieferung und Installation
- Aktive Gasversorgung – vorgefertigte Gasgemische oder Vor-Ort Mischung zur Sicherstellung der Prozessanforderungen
- ADDvanceTM O2 precision - kontrollierte Bauraum-Atmosphäre
- Support vor Ort – Prozess- und/oder technischer Support
- Online -Gasmanagement – Auslegung- und Wartungsservices
- Gassicherheit – Ausrüstung, Sicherheitsprüfungen und Schulungen
Der Prozess
Ein leistungsstarker Laserstrahl scannt über ein Pulverbett. Belichtetes Pulver wird dabei gesintert. Es entsteht eine Schicht des Bauteils. Die Bauplattform wird etwas abgesenkt. Dann wird weiteres Pulver zugegeben, und der Laserstrahl beginnt damit, das Bauteil Schicht für Schicht aufzubauen. Bei dieser Technik, die zur Herstellung kleiner und präziser Bauteile geeignet ist, muss die Atmosphäre des Bauraums gut vor schädigenden Verunreinigungen geschützt werden.
Laserauftragsschweißen
Laserauftragsschweißen (LMD), auch als endkonturnahe Fertigung bezeichnet, ist ein Prozess, bei dem ein leistungsstarker Laserstrahl eingesetzt wird, der mit einem Roboter- oder Portalsystem verbunden ist, um auf einem Metallsubstrat ein Schmelzbad zu erzeugen, dem Pulver oder Metalldraht zugeführt wird. Linde liefert seinen Kunden Gasversorgungssysteme für gasförmige oder tiefkalt verflüssigte Gase, wie Helium-, Argon- oder Stickstoff, die die Laserauftragsschweißprozesse unterstützen.
Beste Prozessgase für LMD- und L-PBF-Prozesse
- Argon, Stickstoff und Helium mit hoher Reinheit.
- LASGON® Gemische – maßgeschneiderte Laser-Prozessgaslösungen.
- Zusätzlich muss das Vorhandensein von Kohlenwasserstoffen und Feuchtigkeit vermieden werden.
Linde-Lösungen für LMD-Prozesse:
- Argon-, Helium- und Stickstoff-Gasversorgung – Auslegung, Lieferung und Installation
- Aktive Gasversorgung – vorgefertigte Gasgemische oder Vorort Mischung zur Sicherstellung der Prozessanforderungen
- Support Vorort – Prozess- und/oder technischer Support
- Online Gasmanagementsystem – Auslegung- und Wartungsservices
- Gassicherheit – Ausrüstung, Sicherheitsprüfungen und Schulungen
Der Prozess
Beim LMD wird das Pulver in einem Trägergas zugeführt und durch eine Düse auf das Substrat gefördert, die konzentrisch zum Laserstrahl angeordnet ist. Der Laserstrahl bringt die Pulverpartikel zum Schmelzen, bevor sie auf das Substrat treffen, und verschweißt sie mit dem vorhandenen Bauteil, so dass die Komponente auf diese Weise Lage für Lage entsteht. Häufig wird zusätzlich ein Schutzgas eingesetzt, um den Schweißbereich vor der Umgebungsluft zu schützen. Die Methode ist für größere Komponenten geeignet, für die eine höhere Auftragsgeschwindigkeit notwendig ist. LMD wird in einer breiten Palette von Anwendungen eingesetzt, so beispielsweise beim Auftrags- und Reparaturschweißen zum Formoberflächenauftrag für hochwertige Bauteile, wie Flugzeugmotorkomponenten und Militärausrüstung.
Selektives Lasersintern
Selektives Lasersintern (SLS) ist ein beliebter Additive Manufacturing-Prozess, bei dem Polymerpulver, wie Nylon, Karbonfasern, glasfaserverstärktes Nylon und Feinpolyamid, verwendet werden. Linde liefert seinen Kunden tiefkalt verflüssigten Stickstoff , die selektive Lasersinter-Prozesse unterstützen.
Linde-Lösungen für SLS-Prozesse:
- Stickstoff-Gasversorgung – Auslegung, Lieferung und Installation
- Support vor Ort – Prozess- und/oder technischer Support
- Online Gasmanagementsystem – Auslegung- und Wartungsservices
- Gassicherheit – Ausrüstung, Sicherheitsprüfungen und Schulungen
- Lindes Know-how- und Servicelösungen für die Additive Manufacturing-Industrie
Linde ist der führende Gaslieferant für alle Additive Manufacturing-Prozesse
Profitieren Sie bei Ihren Additive Manufacturing-Projekten von unserem Know-how und dem Fachwissen unserer Ingenieure. Dank unserer hohen Kompetenz bei Gasen und Prozessen können wir garantieren, dass einzelne Parameter eingehalten werden, metallurgische Eigenschaften präzise auf den optimalen Wert eingestellt werden und dass unsere Kunden die beste Ausstattung und Gasmanagement-Services erhalten. Gerne unterstützen wir Sie bei der Optimierung aller gasrelevanten Verfahren. Zudem bieten wir Sicherheitsschulungen sowie präventive Wartung an.
Der Prozess
Der SLS-Prozess beginnt damit, dass das Polymerpulver bis knapp unterhalb des Schmelzpunkts erhitzt wird. Ein CO2-Laser sintert das Pulver anschließend in einer Inertgasatmosphäre. Sobald die erste Schicht fertiggestellt wurde, senkt sich die Bauplattform ab, ehe frisches Pulver auf die Plattform geschoben wird. Stickstoff wird häufig eingesetzt, um das erhitzte Pulver und das Material vor einer Reaktion mit der Umgebungsluft zu schützen.
Dank seiner Fähigkeit, komplexe CAD-Geometrien schnell in funktionsfähige Prototypen umzuwandeln, ist das selektive Lasersintern bei Prototypenherstellern und Produktdesignern sehr beliebt.
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