с использованием ванны расплава( рис. 2, 3). Речь идет о наличии некой поверхности, на которой сначала формируют слой, а затем в этом слое выборочно отверждают( фиксируют) материал. К этой категории относятся такие обозначения технологии, как SLS и SLA, DMLS, Laser Cusing, SPLA и другие.
2) LMD— Laser Metal Deposition— прямое лазерное осаждение или прямое лазерное выращивание с использованием прямой подачи порошка или проволоки непосредственно в место построения( рис. 4, 5). К этой категории относятся технологии: DMD— Direct Metal Deposition, LENS— Laser Engineered Net Shape, DM— Direct Manufacturing, MJS— Multiphase Jet Solidification.
На настоящий момент мировые лидеры в области аддитивных технологий отмечают в качестве основных преимуществ метода SLM высокую точность и качество построения. С помощью этой технологии возможно создавать практически сколь угодно сложные изделия с полостями внутри, нависающими частями. Однако скорости построения и размер выращиваемых деталей в таких системах ограничены.
Прямое осаждение, в свою очередь, позволяет вести построение с большими скоростями и в боль-
Рис. 4. Схема построения детали по LMDтехнологии
Рис. 5. Лазерная коаксильная LMD наплавка сферическими порошками
шем объеме, исследованно значительное число материалов, однако точность здесь ниже и сложность выращиваемых деталей ограничена( рис. 6, таблица 1).
Показателен опыт изготовления одной и той же детали с применением SLM и LMD технологий. В этих целях была изготовлена опорная деталь самолета Airbus A 320, предназначенная для крепления двигателя под крыло из сплава Инконель 718. Полученая деталь должна быть устойчива к высоким темепературным, химическим и механическим воздуействиям. На текущий момент изготавливается при помощи литья и фрезеровки.
Кроме определенной разницы в структуре полученного материала( рис. 6) и прочности на разрыв и сжатие, обращают на себя внимание следующие различия:
LMD. Время построения составило 14 часов, скорость построения составила 146,7 мм 3 / сек. В ходе построения требовалась корректировка параметров, отсутствовали некоторые отверстия( требовалась дополнительная обработка).
SLM. Время построения составило 40 часов, скорость— 15 мм 3 / сек. При этом уровень и качество детализации были очень высокими.
Рис. 6. LMD( а) и SLM – структуры( b) a
Таблица 1
|
LMD |
SLM |
Материалы |
Большой выбор порошков |
Ограниченное количество порошков |
Размеры детали |
Ограничен ходом осей |
Ограничен размером камеры |
Сложность |
Ограничена |
Не ограничена |
Точность |
>= 0,3 мм |
>= 0,1 мм |
Скорость построения |
10 – 40 см 3 / час |
2 – 10 см 3 / час |
Субстрат |
Поверхности сложной формы Уже существующая деталь |
Плоская поверхность Специальная платформа |
Rz |
60 – 100 мкм |
30 – 50 мкм |
Толщина слоя |
0,1 – 1 мм |
0,03 – 0,1 мм |
b
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ / 1 • 2016 11