ProLMD project

Wire laser material deposition – วิธีฉลาดสู่การประหยัดต้นทุน

Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT สถาบันเทคโนโลยีด้านเลเซอร์ของเยอรมนีกำลังหาวิธีใหม่สำหรับการพิมพ์ 3 มิติชิ้นส่วนขนาดใหญ่ (3D-printing large components) อย่างประหยัดต้นทุนด้วยกระบวนการใหม่ที่เรียกว่า Hybrid AM

ProLMD project
At Formnext, Fraunhofer ILT will be showing a new processing head that enables wire LMD in hybrid processes as part of the BMBF’s ProLMD project. (Source: Fraunhofer ILT, Volker Lannert)

ก้าวสำคัญในการพัฒนากระบวนการ Hybrid AM คือ new wire LMD head และส่วนประกอบแบบแยกส่วน (modular components) ซึ่งผู้เชี่ยวชาญจาก Aachen จะนำเสนอเป็นครั้งแรกที่งานแสดงสินค้า Formnext จัดขึ้นที่แฟรงค์เฟิร์ตระหว่างวันที่ 19 ถึง 22 พฤศจิกายน 2562 การนำเสนอร่วมโดย Fraunhofer จะจัดแสดงในฮอลล์ 11, บูธ D51

ผู้เชี่ยวชาญด้านการผลิตทุกวันนนี้กำลังเผชิญกับภาวะกลืนไม่เข้าคายไม่ออกมากขึ้น ทั้งนี้ เพราะกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมเช่นการกลึง ขัด กัด เซาะ หรือกระบวนการขึ้นรูปจะค่อย ๆ ถึงขีดจำกัดเมื่อต้องผลิตชิ้นส่วนโลหะที่มีขนาดใหญ่และมีความซับซ้อนมากขึ้น ในขณะที่กระบวนการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ หรือ AM มีข้อดีสำคัญอยู่ที่การประหยัดวัตถุดิบ แต่ก็ยังมีอัตราการสะสมต่ำ (low deposition rates) แต่ด้วยวิธีนี้คือการรวมเอากระบวนการทั่วไปและ AM ไว้ด้วยกัน

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Pro LMD ที่ทำงานร่วมกันโดยได้รับทุนสนับสนุนจากกระทรวงศึกษาธิการและการวิจัยของเยอรมนี (BMBF) Fraunhofer ILT กำลังทำงานร่วมกับพันธมิตรอุตสาหกรรมเพื่อพัฒนากระบวนการใหม่เกี่ยวกับการผสมผสานกระบวนการสะสมของวัสดุเลเซอร์ไฮบริด (LMD) หรือ hybrid laser material deposition (LMD) processes เข้าสู่ห่วงโซ่การผลิต เป้าหมายก็คือการพัฒนากระบวนการและระบบที่สามารถใช้งานได้จริง

Integrating hybrid production technology into existing systems

งานนี้ถูกพัฒนาขึ้นที่สถาบัน Fraunhofer ILT และเวลานี้ได้ดำเนินการในโครงการ Pro LMD ซึ่งเป็น new processing optics ที่มีลำแสงเป็นรูปวงแหวน มีบทบาทสำคัญใน LMD ที่มีแกนกลางร่วมกัน (coaxial LMD) กับสายไฟ “ข้อได้เปรียบหลักของ optics  ก็คือความเป็นอิสระของทิศทาง เมื่อรวมกับ low-cost filler material wire และมีการใช้งานเกือบ 100% ค่าใช้จ่ายโดยรวมจะลดลงอย่างมาก” Max Fabian Steiner นักวิจัยที่เข้าร่วมในโครงการที่สถาบัน Fraunhofer ILT อธิบาย

“นอกจากนี้กระบวนการนี้ยังปราศจากฝุ่น เมื่อเทียบกับกระบวนการที่ใช้ผงวัสดุ (powder-based processes) ไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย แต่ยังมีความปลอดภัย ปกป้องสภาพแวดล้อมและพนักงานด้วย” สไตเนอร์กล่าวต่อ

LMD with coaxial ring beam
Close-up view of the wire LMD with coaxial ring beam. ( Source: Fraunhofer ILT, Volker Lannert )

Working in high quality regardless of direction

คุณสมบัติหลักของ processing optics แบบใหม่ก็คือความเป็นอิสระในการกำหนดทิศทางและมีการกระจายความเข้มของแสงเลเซอร์อย่างสม่ำเสมอเหนือวงแหวน เนื่องจากมีการใช้ reflective optics เช่น ทองแดง ในกรณีนี้จึงสามารถใช้กำลังแรงสูงในช่วงความยาวคลื่นกว้างได้ ดังนั้น Wire LMD จึงสามารถใช้ในการผลิตส่วนประกอบที่มีคุณภาพสูง

 

อ้างอิง:

https://www.etmm-online.com/wire-laser-material-deposition-a-smart-way-to-save-costs-a-875580/

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •