Amerimold车间:直接金属激光烧结

直接金属激光烧结（DMLS）对于大多数制造商来说是新的，这两个最常见的问题仍然是“它是什么？”和“它是什么？”之后，更实际的问题是，“它如何适合更多传统的生产流程？”

EOS的这篇文章通过解释激光烧结过程解决了所有三个问题，聚焦于一种金属- EOS钛ti64，以演示DMLS如何为现实世界的制造问题提供解决方案。EOS是一家直接激光烧结设备和特种金属制造商，总部位于德国Krailling, EOS北美总部位于密歇根州Novi。

过程

DMLS是一种添加剂制造工艺，通过将粉末金属一层一层地烧结，从3D CAD数据中生成零件。

生产时间和成本完全取决于要烧结的材料的数量，而不是零件的复杂性或简单性。对于机械师来说，这是一种新的思维方式，他们通常根据从巴斯托克切割的材料数量和模具的复杂程度来计算工作成本。

激光烧结的安装时间是最小的。将CAD、STEP、STL或IGES文件转换为准备构建文件需要10到20分钟。机器设置包括将搭建平台安装在机器上，调平它，涂上第一层薄薄的粉末，然后开始工作。15分钟后，用惰性气体填充建造室(对于钛，我们使用氩气，对于钢氮)，你就开始工作了。总设置时间为30至40分钟，另外30至40分钟用于之后的清理和设置下一批。

操作或多或少是全自动的。没有工具需要更换，没有固定装置需要调整;无论部件有多复杂，这些设备都可以在无人看管的情况下运行一夜或周末。事实上，完全不同的部件可以同时运行，极大地提高生产效率。

材料

用于DMLS的金属与传统生产中的对应物非常相似。使用我们的钛实例，用于激光烧结的Ti64是具有等于的机械性能的Ti6a1v4合金，而有时优于相同加工或铸造材料的性质。拉伸强度为1,150±60MPa（167 ksi）;杨氏模量为110±7 GPA。与常规制造的钛产品一样，激光烧结金属部件适用于加工，铣削，转动，焊接，蚀刻，电镀或覆盖等次级工艺。

但是传统加工的钛和激光烧结的钛之间有一个重要的区别。这种金属很难加工或铸造，而且成本昂贵，而激光烧结有助于消除这些成本中的大部分。它甚至可以制造在其他工艺中极具挑战性的部件，比如竞赛赛车的高性能钛制刹车。

为了使制动器轻量化并提供更好的性能，主要的结构组件需要是空心的，特别是薄壁。通过采用DMLS，该设计易于在仅11小时内制造，整个过程(包括喷丸)比铸造要快得多，成本也更低。

产量

如果一个零件是一次性的，激光烧结比机械加工或铸造更经济。例如，DEKA Research (Manchester, N.H.)需要一个肱骨支架来设计完全集成的假肢手臂。该公司能够使用DMLS快速、经济有效地生产钛支架，只需一个单一的全自动构建过程，只需15小时。精度、表面质量和机械性能与铸造件一样好，这将是困难的、昂贵的和更费时的制造。

对于产品设计和探索性推出的早期阶段共同的低批量生产，DML在初始原型和生产量有限之间提供了一个受欢迎的制造阶段。它使您可以为早期设计创建一个原型 - 然后用于迭代修订和测试 - 然后是短期生产运行。在每个开发阶段，DMLS部分具有与最终产品相同的属性。设计变更随时可观廉价，因为没有涉及的工具，模具或机器重新编程。一旦零件完全最终确定，如果高产量证明它，则可以切换到传统的制造过程。

质量

在航空航天和医疗行业工作的商店通过如何追溯它们的材料和流程来实现。许多行业，也有认证和质量程序，以至于他们的供应商必须保证在甚至引用工作之前会面。

DMLS提供端到端过程控制，记录材料，工艺参数和批次。过程可见性最近的改进确保了文档 - 大量IT自动化 - 易于用于跟踪和审核。物料的数据表列出了适用于医疗认证和ISO标准的要求的适用性。

设计创新

如果商店与产品开发人员密切合作，DMLS可以提供​​您的客户的最大优势是完全设计驱动的制造。设计师专注于定义产品功能中最大的功能 - 一个像手柄或铰链一样简单，或者作为叶轮刀片的复杂 - 理想地不需要考虑如何机器，组装或焊接。现在他们不必：激光烧结释放设计师从制造限制，以新的方式激发他们的想象力。

这种思维帮助领导ITALIA，一家医疗设计公司，使用DML创建新一代钛牙科植入螺丝。

先前的螺钉是加工和所需表面处理以产生促进骨键和生长的质地。在被引入激光烧结时，螺杆设计人员立即认识到，在DML中可以精确地限定并在创建时将表面粗糙度置于植入物中。这种能力导致全新的产品线。

那么，DMLS如何适合传统流程？它使用户能够降低一些现有产品的成本，在其他商店的价格中引用生产不能匹配，并且在没有这项技术的情况下竞标是不切实际的甚至不可能的工作。这是一个很好的，战略适合想要扩展其能力，服务及其利润的商店。