3D TISK KOVOVÝCH MATERIÁLŮ Ing. Daniel Koutný, Ph.D. Ing. David Paloušek, Ph.D.
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague Digital Prototyping and 3D Print Days 9 October 2012 Prague 9 October 2012
NETME Centre New Technologies for Mechanical Engineering Divize: ■ Energetiky, procesů a ekologie ■ Automobilní a letadlové techniky
■ Mechatroniky ■ Virtuálního navrhování a zkušebnictví ■ Progresivních kovových materiálů
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
DigiTech Lab Laboratoř digitálních technologií ■ 3D digitalizace a Inspekce
■ Reverse Engineering ■ Rapid Prototyping ■ Počítačová tomografie
■ Průmyslový design ■ MKP Analýzy ■ DigiTech Lab www.ldt.uk.fme.vutbr.cz
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
DigiTech Lab Laboratoř digitálních technologií ■ 3D digitalizace a Inspekce
■ Reverse Engineering ■ Rapid Prototyping ■ Počítačová tomografie
■ Průmyslový design ■ MKP Analýzy ■ DigiTech Lab www.ldt.uk.fme.vutbr.cz
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
DigiTech Lab Laboratoř digitálních technologií ■ 3D digitalizace a Inspekce
■ Reverse Engineering ■ Rapid Prototyping ■ Počítačová tomografie
■ Průmyslový design ■ MKP Analýzy ■ DigiTech Lab www.ldt.uk.fme.vutbr.cz
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
DigiTech Lab Laboratoř digitálních technologií ■ 3D digitalizace a Inspekce
■ Reverse Engineering ■ Rapid Prototyping ■ Počítačová tomografie
■ Průmyslový design ■ MKP Analýzy ■ DigiTech Lab www.ldt.uk.fme.vutbr.cz
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
3D TISK KOVOVÝCH MATERIÁLŮ Oblasti zájmu ■ Vývoj implantátů – pracoviště spolupracuje v oblasti základního a aplikovaného výzkumu kloubních náhrad s Ortopedickou klinikou Fakultní nemocnice v Olomouci, nemocnice u Svaté Anny v Brně ■ Vývoj náročných dílů pro automobilový a letecký průmysl – jednotlivé divize centra úzce spolupracují s hlavními výrobci v České Republice, ŠKODA, EVEKTOR ■ Vývoj a výzkum v oblasti termomechaniky, energetiky, spalování, vodních strojů, spolupráce s První brněnská Velká Bíteš ■ Výzkum a vývoj v oblasti materiálového inženýrství, pokrokové kovové materiály - slitiny na bázi Ni, Mg a Al, intermetalika na bázi TiAl, apod.
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
3D TISK KOVOVÝCH MATERIÁLŮ Technologie ■ Powder-bed systémy
www.proto3000.com
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
3D TISK KOVOVÝCH MATERIÁLŮ Požadavky ■ Biokompatibilní materiály ■ Vysoko pevnostní lehké slitiny ■ Rozměrová variabilita dílů 10mm – 30 cm ■ Možnost detailního nastavení parametrů www.slm-solutions.com
■ Reaktivní materiály - Titanové a hliníkové slitiny ■ Velký stavěcí prostor ■ Otevřený systém
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
3D TISK KOVOVÝCH MATERIÁLŮ Možnosti ■ EBM - Electron Beam Melting ■ LC - Laser CUSING ■ LS - Laser Sintering ■ SLM - Selective Laser Melting
■ LENS - Laser Engineered Net Shaping
■ ARCAM, EOS, Concept Laser, Phenix Systems, SLM solutions, Realizer, Renishaw , Optomec etc.
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
3D TISK KOVOVÝCH MATERIÁLŮ Parametry zařízení – velikost dílu ■ Stavěcí prostor ■ 50x50x80mm - 300x350x300mm ■ Velký prostor = vyšší provozní náklady
- upínací deska - kovový prášek
www.slm-solutions.com
Velký prostor = rychlá stavba nízkých dílů
www.realizer.com
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
www.concept-laser.de
3D TISK KOVOVÝCH MATERIÁLŮ Parametry zařízení - rychlost stavby
■ Energie k roztavení materiálu (výkon laseru) - vyšší energie = rychlejší stavba
- 20W – 3500W ■ Rychlost nanášení vrstev - velikost stavebního prostoru
www.concept-laser.de
- mechanický systém pro nanášení kovového prášku (obousměrný)
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
3D TISK KOVOVÝCH MATERIÁLŮ Parametry zařízení - kvalita stavby ■ Struktura povrchu (Rz=30mm) - tloušťka vrstvy - kvalita vrstvy - průměr místa tavení (melt pool)
■ Hustota materiálu (99.9%) - parametry stavby (skenovací strategie) - materiál ■ Tvarová přesnost (+-25mm) - zbytková napětí - tepelné zpracování, podpůrné struktury - nutnost obrobení funkčních ploch (hybridní systém) Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
www.concept-laser.de
3D TISK KOVOVÝCH MATERIÁLŮ Podpůrné technologie ■ Dodávka inertní atmosféry (vyvíječ/zásobník) ■ Energetický záložní systém ■ Chladící systém stroje ■ Zařízení pro recyklaci prášku (integrované/externí)
Další důležité parametry ■ Rozměry (dveře) ■ Hmotnost (podlaha) ■ Programové vybavení (pre-processing, processing) ■ Proškolení – úroveň ovládání systému
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
www.slm-solutions.com
3D TISK KOVOVÝCH MATERIÁLŮ Optimální systém ■ Velký stavební prostor ■ Výkonný laser ■ Velká variabilita materiálů ■ Integrovaný systém manipulace s práškem
■ Malé rozměry a hmotnost ■ Systém kontroly kvality ■ Generátor dusíku ■ Chladící jednotka ■ Otevřený SW systém ■ SW pro pre-processing dat
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
www.slm-solutions.com
Samples
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
Děkuji za pozornost LDT.UK.FME.VUTBR.CZ UK.FME.VUTBR.CZ
• Ing. Daniel Koutný, Ph.D. • Ing. David Paloušek, Ph.D.
Digital Prototyping and 3D Print Days Prague 9 October 2012
[email protected] [email protected]
