Laser Wars: sistemi 3D che lavorano su una stampante 3D in metallo a nove laser, 1 m x 1 m x 600 mm
Sì, sì, sì: le guerre laser sono qui! Per anni tutti avevano sistemi di fusione a letto di polvere a laser singolo (PBF). Poi c’era il doppio e, per alcuni anni, i sistemi quad-laser erano di gran moda. Tuttavia, ora siamo entrati in una nuova era multi-laser. Velo3D ha annunciato poche settimane fa il suo sistema a otto laser Sapphire . Ieri, SLM Solutions ci ha parlato di un sistema a 12 laser . Ora, 3D Systems ha rivelato che sta lavorando su un proprio sistema a nove laser, con un volume di costruzione di 1 m x 1 m x 600 mm.
3D Systems sta lavorando con il Combat Capabilities Development Command (DEVCOM) dell’Esercito Research Laboratory (ARL) per realizzare il sistema e ha ricevuto un contratto da 15 milioni di dollari per il progetto. Stephanie Koch, Program Manager of Advanced Manufacturing, Materials, and Processes per ARL, ha dichiarato dello sviluppo:
“Quando ci siamo imbarcati in questo progetto, avevamo bisogno di un modo più veloce per produrre componenti critici per i principali sottosistemi di combattimento terrestre. I progressi compiuti fino ad oggi su questo progetto sono enormi. Attendiamo con impazienza i prossimi mesi mentre progrediamo verso una soluzione di produzione su vasta scala che consentirà nuove funzionalità innovative per l’overmatch trasformazionale “.
Lisa Strama, Presidente e CEO del National Center for Manufacturing Sciences , ha aggiunto:
“Questo progetto ha anche fornito la capacità unica di pianificare e affrontare contemporaneamente un ecosistema complesso per massimizzare il vantaggio per la competitività dei produttori statunitensi sin dall’inizio”.
Nell’affrontare le guerre laser, abbiamo discusso un po ‘di un avvertimento: considerando che, tra un anno o due, vorremmo tutti essere alla festa EOS a 30 laser o non vediamo l’ora che i sistemi laser a diodi riscaldino istantaneamente un voxel, metallo la stampa è raramente così facile. In realtà, è spaventosamente complesso e gran parte di ciò che accade all’interno di una build non è ancora completamente compreso. Quindi, per quanto riguarda la nostra corsa agli armamenti laser, potrebbero esserci anche alcuni problemi.
Prima di tutto, se falciavo il prato e prendessi un’ora da solo, potrei chiedere a un amico e forse potremmo farlo in mezz’ora con due tosaerba. Tuttavia, non possiamo aggiungere infinitamente tosaerba e non otterremo una serie lineare di miglioramenti delle prestazioni nel tempo. Allo stesso tempo, se provassimo a falciare il nostro prato con 20 persone con 20 tosaerba, passeremmo anche molto tempo a.) Ripassando parti già tagliate, b.) Aspettando che altri tosaerba ci passino accanto, e c. ) in collisione con altri tosaerba. Ci ritroveremmo anche con molti costi che potrebbero non ripagare.
Non sono solo i laser in questo caso, ma il controllo e il movimento per l’ottica, così come la potenza di calcolo, che stiamo guardando. Per PBF, è ancora peggio, poiché, se passo una certa forma con un certo laser a una certa distanza in un certo momento con una certa dimensione e potenza del punto, lascerò il calore residuo dietro in quella parte e nell’adiacente la zona. Se, in un determinato momento, un altro laser costruisce lo strato successivo, il calore in quell’area potrebbe essere molto diverso dal resto della build. Il calore lì influenzerebbe anche la temperatura nella camera e il calore nelle zone adiacenti. Quindi, si potrebbe regolare la potenza o le dimensioni dello spot come fanno Velo3D e SLM, ma aggiungendo più laser, in effetti, devi ricalcolare completamente la build, nonché monitorarla o simularla a un tale grado al secondo: questo , a sua volta,
Detto questo, le guerre laser sono un’ottima notizia nell’aggiungere al nostro arsenale una generazione di sistemi PBF che non sono le vecchie scatole da laboratorio o i sistemi “solo per la produzione nel comunicato stampa” dell’anno scorso. Si tratta invece di sistemi altamente produttivi che ridurranno significativamente i costi e la produttività della fusione a letto di polvere.
La macchina 3D Systems funziona in base alla deposizione selettiva della polvere, depositando la polvere solo dove è necessario, che sperano possa accelerare le stampe riducendo al contempo il materiale sprecato. Il comunicato stampa osservava: “La camera di costruzione include anche una piastra di costruzione riscaldata per ridurre lo stress termico e anche migliorare la qualità della deposizione durante la costruzione”, il che sembra molto ragionevole.
Il problema di dover calcolare tutte le informazioni necessarie viene risolto attraverso l’uso del sistema ottico DMP di 3D Systems, nonché della camera a vuoto, e attraverso un “treno ottico che abilita ciascuno dei nove laser della stampante di nuova generazione proprio sistema di monitoraggio del pool di fusione per un migliore controllo della qualità. ” L’azienda afferma inoltre che il processo con gas inerte produce dieci volte meno argon rispetto ad altri sistemi e riduce i livelli di ossigeno al di sotto di 25 ppm.
“Ciò si traduce in parti eccezionalmente resistenti di elevata purezza chimica mentre la qualità della polvere rimane elevata per tutta la durata dell’utilizzo del materiale. Ciò si traduce in un costo totale di acquisto notevolmente ridotto dell’argon compresso per tutta la durata della macchina, nonché in risparmi consentiti dalla riutilizzabilità della polvere per un costo totale di esercizio inferiore “, spiega il comunicato stampa.
La stampante includerà anche sei fotocamere SLR in grado di monitorare la costruzione mentre si verifica. Il sistema acquisisce “tutti gli input digitali, inclusi i dati del sensore, le informazioni sulla posizione, i dati della piscina di fusione e le immagini del letto di polvere in un database SQL”. È ancora agli inizi per la macchina 3D Systems ed è difficile giudicare uno sviluppo solo in base all’intento e alle idee, ma è bello vedere il livello di ambizione aumentare in tutto il settore e non vediamo l’ora di vedere cosa sono GE ed EOS anche lavorando.
