Mesmo cinco anos atrás, se você perguntasse a alguém na indústria de manufatura aditiva de metais qual era um dos principais desafios para a fusão de leito de pó a laser, você ouviria velocidade e rendimento. Felizmente, esse obstáculo está sendo enfrentado em tempo real graças às últimas inovações de hardware e software por líderes do segmento como a EOS e sua subsidiária AMCM. Esses avanços são essenciais para que os usuários finais industriais encontrem uma tecnologia de produção cada vez mais viável e madura em LPBF.
Um dos últimos avanços da EOS veio na forma de uma colaboração com a nLIGHT, Inc., uma empresa americana especializada em lasers de fibra e semicondutores de alta potência. Juntas, as empresas estão trabalhando para integrar os lasers de fibra avançados de modelagem de feixe da nLIGHT em impressoras 3D de metal EOS para melhorar o controle do processo e a produtividade geral. Até o momento, a AMCM, uma empresa EOS especializada no desenvolvimento de soluções avançadas e personalizadas de AM de metal com base na tecnologia EOS, introduziu uma plataforma com os lasers nLIGHT integrados, o AMCM M 290 FLX .
O AMCM M 290 FLX, baseado no sistema M 290 da EOS, foi atualizado para a mais alta produtividade com até dois lasers nLIGHT AFX-1000. Esses lasers AFX são programáveis e um único laser pode ser definido para sete perfis de feixe diferentes, variando de tamanho de ponto de 85 mícrons a perfil de anel de 210 mícrons. Quanto menor o tamanho do ponto, mais finos serão os detalhes e contornos da impressão, enquanto os perfis de anel maiores desbloqueiam taxas de impressão mais rápidas, bem como maior estabilidade do processo e fuligem e respingos minimizados durante o processo de impressão.
Notavelmente, os lasers nLIGHT AFX podem permitir que os usuários alcancem taxas de produção substancialmente mais rápidas para matérias-primas em pó comuns, como aço 316L e alumínio. O AMCM M 290 FLX, por exemplo, pode atingir até três vezes mais produtividade para esses materiais em comparação a um sistema com lasers padrão de 400 W.
Para ficar um pouco mais técnico, a nLIGHT explica como seus lasers de fibra AFX programáveis oferecem tal vantagem em comparação aos lasers monomodo não programáveis que são hoje o padrão na maioria dos sistemas LPBF. De acordo com a empresa, esses lasers monomodo são limitados em termos das taxas de construção que podem atingir devido ao seu “formato de feixe quase gaussiano“. Em contraste, o laser de fibra AFX da nLIGHT tem um formato de feixe ajustável que pode ser ajustado em tempo real. Esse grau de controle do laser, otimizado para LPBF, ocorre inteiramente dentro do laser de fibra sem a necessidade de óptica de espaço livre.
“O AFX-1000 é o primeiro laser de fibra monomodo do mundo com a função de modelagem do feixe realizada inteiramente dentro do laser”, disse Rob Martinsen, CTO da nLIGHT e gerente geral de manufatura aditiva quando o AFX-1000 foi introduzido pela primeira vez em 2020. “Desenvolvido para manufatura aditiva, o AFX permite que OEMs e usuários finais melhorem significativamente as taxas de construção, reduzindo assim o custo por peça. Esperamos que o AFX mude fundamentalmente a economia da AM e promova uma adoção mais ampla para a produção em série.”
Para fins de produtividade, o perfil de anel de 210 mícrons do laser AFX não só é capaz de imprimir mais rápido por meio de sua pegada mais ampla, como também comprovadamente estabiliza grandes poças de fusão, o que ajuda a diminuir problemas como geração de fuligem e respingos. A nLIGHT também acrescenta que “os perfis de feixe AFX discretos podem ser selecionados em tempo real em até 30 vezes por segundo, oferecendo novos graus de liberdade para controlar as taxas de fusão e solidificação, microestrutura física e deformação térmica que podem levar a fraturas por estresse, uma causa frequente de falha de peças”.
Enquanto a EOS e a nLIGHT planejam lançar os lasers AFX deste último no portfólio LPBF da EOS em uma data posterior, a tecnologia já está disponível no sistema AMCM M 290 FLX. Como vimos, esta impressora 3D de metal adaptada pode integrar até dois lasers nLIGHT AFX-1000 para os mais altos níveis de produtividade. Além disso, o sistema pode ser equipado com a tecnologia Fine Detail Resolution (FDR) da EOS, que permite níveis ainda mais finos de detalhes, com um foco de até 55 mícrons. Esses recursos avançados são adicionais às tecnologias de hardware e software LPBF já estabelecidas da EOS.
“Estamos sempre pesquisando tecnologias líderes da indústria para avançar a industrialização da manufatura aditiva para atender às demandas de aplicações emergentes e exceder as expectativas dos clientes”, disse Marie Langer, CEO da EOS. “A flexibilidade e os ganhos de desempenho das tecnologias de modelagem de feixe e laser da nLIGHT nos dão um avanço sem precedentes em sistemas de AM de metal e permitirão que nossos clientes liberem um novo nível de produtividade.”
Por fim, os usuários de AM de metal em todos os setores adotantes, seja aeroespacial, automotivo ou médico, podem se beneficiar desta nova função LPBF que permitirá que eles otimizem ainda mais os fluxos de trabalho de produção e aumentem o rendimento, mantendo um alto nível de qualidade. O esforço conjunto entre a EOS e a nLIGHT para levar esta tecnologia inovadora ao mercado também é um excelente exemplo de como promover a colaboração na esfera da manufatura aditiva industrial pode levar a avanços revolucionários. Para saber mais sobre a tecnologia acesse o site.
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