Máy làm lạnh laser cải thiện mật độ thiêu kết và giảm đường lớp trong in 3D kim loại như thế nào

Với việc áp dụng công nghệ in 3D kim loại ngày càng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp, nhu cầu về các linh kiện in chất lượng cao cũng tăng vọt. Trong số những vấn đề đáng lo ngại nhất là các đường lớp có thể nhìn thấy và mật độ thiêu kết giảm. Những điều này không chỉ ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ bề mặt mà còn có thể báo hiệu các khuyết tật bên trong như lỗ rỗng hoặc sự kết hợp không hoàn toàn giữa các lớp, làm giảm tính toàn vẹn về mặt cơ học.

Tại sao các đường lớp nghiêm trọng làm giảm mật độ thiêu kết

Các đường lớp nghiêm trọng thường chỉ ra sự liên kết giữa các lớp kém hoặc các lỗ rỗng nhỏ giữa các lớp bột. Trong quá trình thiêu kết bằng laser, bột kim loại phải nóng chảy và đông cứng đồng đều để tạo thành cấu trúc đặc, không có khuyết tật. Nếu vật liệu nóng chảy không thể lấp đầy khoảng trống giữa các hạt, độ xốp bên trong sẽ tăng lên, làm giảm trực tiếp mật độ thiêu kết. Ngoài ra, tốc độ in nhanh hoặc điều kiện nhiệt không ổn định có thể gây ra ứng suất nhiệt hoặc cơ học quá mức, dẫn đến hiện tượng nóng chảy không đều, các hạt bị dịch chuyển và liên kết lớp yếu, tất cả đều góp phần tạo ra lớp nhìn thấy được và làm giảm chất lượng bộ phận.

Máy làm lạnh bằng laser tăng cường mật độ thiêu kết như thế nào

Máy làm lạnh bằng laser  đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định môi trường nhiệt của máy in 3D kim loại. Ví dụ, máy làm lạnh laser sợi quang TEYU CWFL-3000 có mạch điều khiển nhiệt độ kép, một cho nguồn laser sợi quang và mạch còn lại cho quang học. Quá trình làm mát chính xác này đảm bảo nhiệt độ buồng ổn định, cho phép bột kim loại nóng chảy và đông đặc đồng đều hơn, do đó tăng mật độ thiêu kết.

Bằng cách tuần hoàn nước lạnh, máy làm lạnh laser loại bỏ nhiệt dư thừa khỏi các thành phần chính như đầu in và chất nền kim loại. Điều này làm giảm thiểu ứng suất nhiệt, giúp ngăn ngừa sự dịch chuyển và cong vênh của bột. Ngoài ra, quá trình làm mát có kiểm soát hỗ trợ sự chênh lệch nhiệt độ tối ưu xung quanh vũng nóng chảy, thúc đẩy quá trình đông đặc dày đặc và giảm thiểu sự hình thành lỗ rỗng.

Máy làm lạnh bằng laser cũng giúp ngăn chặn hiệu ứng vón cục, một hiện tượng mà trong đó bột chưa nóng chảy đủ sẽ tạo thành các hạt hình cầu thay vì liên kết thành lớp. Bằng cách kiểm soát nhiệt độ môi trường và tốc độ làm mát, máy làm lạnh thúc đẩy sự kết dính đồng đều của bột kim loại, giảm thiểu khuyết tật này và tăng cường mật độ thành phẩm.

Giảm thiểu các đường lớp bằng máy làm lạnh laser

Môi trường nhiệt ổn định là chìa khóa để giảm thiểu các đường lớp trong quá trình in 3D kim loại. Máy làm lạnh bằng laser giúp duy trì nhiệt độ đồng đều trong toàn bộ buồng in, ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt cục bộ và nóng chảy không đều. Điều này mang lại sự chuyển tiếp lớp mượt mà hơn, ít khuyết tật hơn và cải thiện độ chính xác về kích thước. Tóm lại, việc quản lý nhiệt hiệu quả không chỉ nâng cao tính thẩm mỹ của bộ phận mà còn đảm bảo tính toàn vẹn về mặt cấu trúc của các thành phần kim loại được in 3D.