Как лазерные охладители повышают плотность спекания и уменьшают количество линий на слоях при 3D-печати металлом

С ростом внедрения 3D-печати по металлу в промышленном производстве резко возрос спрос на высококачественные печатные компоненты. К числу наиболее тревожных проблем относятся видимые линии слоев и снижение плотности спекания. Они не только влияют на эстетику поверхности, но также могут указывать на внутренние дефекты, такие как поры или неполное сплавление слоев, которые нарушают механическую целостность.

Почему строгие линии слоёв снижают плотность спекания

Значительные линии на слоях часто указывают на плохое межслоевое сплавление или микропустоты между слоями порошка. В процессе лазерного спекания металлические порошки должны плавиться и затвердевать равномерно, образуя плотную, бездефектную структуру. Если расплавленный материал не может в достаточной мере заполнить промежутки между частицами, внутренняя пористость увеличивается, что напрямую снижает плотность спекания. Кроме того, высокая скорость печати или нестабильные тепловые условия могут стать причиной чрезмерного термического или механического напряжения, что приведет к неравномерному плавлению, смещению частиц и слабому склеиванию слоев, что в совокупности приводит к появлению видимых слоев и ухудшению качества детали.

Как лазерные охладители повышают плотность спекания

Лазерные охладители  играют решающую роль в стабилизации температурной среды металлических 3D-принтеров. Например, охладитель волоконного лазера TEYU CWFL-3000 оснащен двумя контурами контроля температуры: один для источника волоконного лазера, а другой для оптики. Такое точное охлаждение обеспечивает постоянную температуру в камере, что позволяет металлическим порошкам плавиться и затвердевать более равномерно, тем самым повышая плотность спекания.

Благодаря циркуляции охлажденной воды лазерные охладители отводят избыточное тепло от ключевых компонентов, таких как печатающая головка и металлическая подложка. Это сводит к минимуму термическое напряжение, что помогает предотвратить смещение и деформацию порошка. Кроме того, контролируемое охлаждение поддерживает оптимальные температурные градиенты вокруг ванны расплава, способствуя плотному затвердеванию и сводя к минимуму образование пор.

Лазерные охладители также помогают подавить эффект комкования — явление, при котором недостаточно расплавленные порошки образуют сферические частицы вместо того, чтобы склеиваться в слой. Контролируя температуру окружающей среды и скорость охлаждения, охладители способствуют равномерному сплавлению металлических порошков, уменьшая этот дефект и повышая плотность конечной детали.

Минимизация линий слоев с помощью лазерных охладителей

Стабильная тепловая среда имеет решающее значение для уменьшения количества линий на слоях при 3D-печати металлом. Лазерные охладители помогают поддерживать равномерную температуру во всей печатной камере, предотвращая локальный перегрев и неравномерное плавление. Это обеспечивает более плавные переходы слоев, меньше дефектов и повышенную точность размеров. Короче говоря, эффективное терморегулирование не только улучшает эстетику детали, но и обеспечивает структурную целостность металлических компонентов, напечатанных на 3D-принтере.