Селективне плавлення на основі світлодіодів (SLEDM) – тобто цілеспрямоване плавлення металевих порошків з використанням потужних світлодіодних джерел світла – так називається нова технологія, яку команда під керівництвом Франца Хааса, керівника Інституту виробничої інженерії ТУ Граца, розробила для 3D-друку металу і тепер подала заявку на патент.
Технологія схожа на селективну лазерну плавку (SLM) і електронно-променеву плавку (EBM), при якій металевий порошок плавиться за допомогою лазера або променя електронів і вбудовується в компонент шар за шаром. Однак, SLEDM вирішує дві центральні проблеми цих виробничих процесів на основі порошкового шару: трудомістке виробництво великих обсягів металевих компонентів і трудомістка ручна пост-обробка.
Світлодіод замість лазерного або електронного променя
На відміну від процесів SLM або EBM, процес SLEDM використовує потужний світлодіодний промінь для плавлення металевого порошку. Світлодіоди, які використовуються для цієї мети, були спеціально адаптовані фахівцями по світлу West Styrian Preworks і оснащені складною системою лінз, за допомогою якої діаметр світлодіодного фокуса може бути легко змінений в діапазоні від 0,05 до 20 міліметрів в процесі плавки. Це дозволяє плавити великі обсяги за одиницю часу без необхідності відмови від філігранних внутрішніх структур, тим самим скорочуючи час виробництва компонентів для паливного елемента або медичної техніки, наприклад, в середньому в 20 разів.
Ця технологія поєднується з новою виробничою установкою, яка, на відміну від інших металоплавильних заводів, додає компонент зверху вниз. Таким чином, компонент піддається впливу, необхідна кількість порошку знижується до мінімуму, а необхідна пост-обробки може бути виконана в процесі друку.
Демонстрація процесу SLEDM вже розглядається в K-Project CAMed Медичного університету Граца, де в жовтні 2019 року була відкрита перша лабораторія медичного 3D друку. Процес буде використовуватися для виробництва біореабсорбуючих металевих імплантатів, тобто гвинтів з магнієвих сплавів, які використовуються при переломах кісток. Ці імплантати розчиняються в організмі після того, як ділянка перелому відновлюється. Тому друга операція, яка часто викликає у людей сильний стрес, більше не потрібна.
Завдяки SLEDM виробництво таких імплантатів стало б можливим безпосередньо в операційній, оскільки “світлодіодне світло, природно, менш небезпечне для проведення операції, ніж потужне лазерне джерело”, – говорить Хаас. Другий акцент робиться на сталу мобільність, а саме на виробництво таких компонентів, як біполярні пластини для паливних елементів або компоненти для акумуляторних систем. Ми хочемо зробити виробництво присадок з використанням SLEDM економічно вигідним для електричної мобільності і позиціонувати SLEDM в цій області досліджень на ранній стадії”, – говорить Хаас, який виготовить ринковий прототип цього тривимірного металевого принтера – “виготовленого компанією TU Graz” – на наступному етапі розвитку: подальше нововведення в університетському середовищі”.
Натхнення: econet.ru