雷尼紹TEMPUS技術(shù)：多激光金屬3D打印速度提高一倍，且不影響零件質(zhì)量

2024年2月26日，南極熊獲悉，全球著名工程技術(shù)公司雷尼紹在去年的Formnext 2023展會上曾推出一種名為“TEMPUS”的新型金屬3D打印技術(shù)。南極熊此前對此也進(jìn)行過相關(guān)的報道：雷尼紹全新技術(shù)將金屬3D打印構(gòu)建時間縮短高達(dá)50%-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺 (nanjixiong.com)

TEMPUS 技術(shù)是一種適用于RenAM500 系列金屬增材制造 (AM) 系統(tǒng)的新型掃描算法，可在不影響零件質(zhì)量的情況下大幅提高增材制造生產(chǎn)率。它在刮涂機(jī)運(yùn)動期間啟用激光操作，有望節(jié)省大量時間和成本，有可能將整個周期的構(gòu)建時間縮短高達(dá) 50%。整體來看，TEMPUS 技術(shù)主要具備以下幾點優(yōu)勢：

• 構(gòu)建時間最多可縮短 50%，且不會影響零件質(zhì)量；
• 通過減少每個零件的加工時間，用戶可以從降低每個零件的成本中受益；
• 這種時間和成本的節(jié)省可以最大限度地提高現(xiàn)有用戶的機(jī)器投資回報，并使新的應(yīng)用程序適用于增材制造；
  

雷尼紹增材制造總監(jiān) Louise Callanan 表示：“降低每個零件的成本對于更廣泛地采用增材制造技術(shù)至關(guān)重要。當(dāng)今大多數(shù)組件的零件成本的主要影響因素是在機(jī)器本身上構(gòu)建零件所花費(fèi)的時間。因此，減少每個零件的加工時間可以提高生產(chǎn)成本效益。”

△雷尼紹通過 RenAM 500 Ultra 擴(kuò)展了 RenAM 500 系列。 照片來自雷尼紹

△RenAM 500 系列，包括 Flex 和 Ultra 型號

TEMPUS 重新定義激光生產(chǎn)力

TEMPUS 技術(shù)允許激光在涂覆機(jī)移動期間發(fā)射，每層構(gòu)建時間最多可節(jié)省 9 秒。激光與涂覆機(jī)同步，跟蹤其運(yùn)動，無縫熔化粉末。由于構(gòu)建經(jīng)常包含數(shù)千個甚至更多的切片層，這可以最大限度地減少每次構(gòu)建的激光關(guān)閉時間，將總構(gòu)建時間減少數(shù)十個小時，確保效率并節(jié)省大量時間/成本，而不會影響零件質(zhì)量。

△使用 TEMPUS 技術(shù)制造的零件

TEMPUS技術(shù)利用復(fù)雜的掃描算法對層數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，在保證零件質(zhì)量的同時最大限度地提高生產(chǎn)率。生產(chǎn)率提高的程度可能因零件的幾何形狀而異，但所有形狀都可以實現(xiàn)效率的提高。特別是，具有薄型、垂直特性的零件預(yù)計將實現(xiàn)更大幅度的生產(chǎn)率節(jié)省。

△當(dāng)涂覆機(jī)鋪展一層粉末時，激光器“跟隨”涂覆機(jī)，在涂覆機(jī)完成其行程之前熔化正在涂覆的粉末。

△當(dāng)重涂器返回給料器收集更多粉末時，激光會“跳過”重涂器并繼續(xù)熔化當(dāng)前層

△當(dāng)涂覆機(jī)開始鋪展下一層粉末時，激光器完成前一層粉末并同時開始加工新層。

雷尼紹提供具有四激光或單激光配置的 TEMPUS 技術(shù)，作為標(biāo)準(zhǔn)集成在新型 RenAM Ultra 金屬增材制造系統(tǒng)中。RenAM 500 系列用戶可以升級到 TEMPUS 以提高生產(chǎn)力。雷尼紹的數(shù)據(jù)表明，對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行 TEMPUS 改造相當(dāng)于添加一臺額外的激光器，從而優(yōu)化了機(jī)器的整體投資。

△粉末噴涂機(jī)移動時進(jìn)行激光發(fā)射

Callanan 補(bǔ)充道：“這就是TEMPUS technology™ 實現(xiàn)如此巨大飛躍的原因。通常，當(dāng)涂覆機(jī)移動時，激光會關(guān)閉。在涂覆機(jī)移動時發(fā)射激光可最大限度地減少每次構(gòu)建的激光關(guān)閉時間。TEMPUS 帶來的時間和成本節(jié)省將使增材制造技術(shù)得以進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用，而該技術(shù)以前是不可行的?！?/div>

自 2021 年以來，雷尼紹還與金屬部件專家Alloyed建立獨(dú)家合作伙伴關(guān)系，擴(kuò)大了 TEMPUS 技術(shù)在消費(fèi)電子和計算領(lǐng)域的使用。

RenAM 500 Ultra 釋放效率

雷尼紹正在擴(kuò)展其 RenAM 500 系列，并在 Formnext 上首次亮相 RenAM 500 Ultra AM 系統(tǒng)。RenAM 500繼承了RenAM系列設(shè)備的優(yōu)點，將行業(yè)領(lǐng)先的設(shè)計與新推出的TEMPUS技術(shù)和先進(jìn)的過程監(jiān)控軟件相結(jié)合，提高了生產(chǎn)效率。監(jiān)控軟件能夠提供詳細(xì)的分析數(shù)據(jù)，為用戶提供構(gòu)建過程中的實時可見性。RenAM 500綜合系統(tǒng)為金屬增材制造用戶提供支持，有效加速零件生產(chǎn)，代表了該領(lǐng)域的重大進(jìn)步。

RenAM 500 Ultra 金屬增材制造系統(tǒng)是 RenAM 500 系列的最新成員，加入了專為研發(fā)工作量身定制的 Flex 系統(tǒng)，以及專為批量生產(chǎn)設(shè)計的旗艦閉環(huán)粉末再循環(huán)模型。在 RenAM 500 系列中，500S 和 500Q 型號均提供一個或四個高功率激光器的靈活性，能夠同時覆蓋整個粉床。RenAM500Q Ultra 和 RenAM 500S Ultra 型號目前均可訂購。

△連接到打印平臺的案例研究組件

Callanan 補(bǔ)充道：“RenAM500 Ultra 系統(tǒng)生產(chǎn)的零件質(zhì)量與您所期望的 RenAM 500 系列其他系統(tǒng)完全相同，但速度是其兩倍。我們很高興將這種新模型推向市場，因為我們相信提高生產(chǎn)率和降低每個零件的成本將促進(jìn)增材制造在行業(yè)中更廣泛的采用?！?/div>

行業(yè)	示例應(yīng)用	構(gòu)建高度 (mm)	層厚度 (μm)	TEMPUS生產(chǎn)力提升(%)	TEMPUS構(gòu)建時間節(jié)省(%)
醫(yī)療	脛骨支架	39	60	31	24
航空航天	徑向換熱器	191	60	61	38
牙科	可摘局部假牙	31	40	66	40
運(yùn)動	越野自行車凸耳	174	60	53	35

金屬3D打印裝備的重大進(jìn)展

在金屬3D打印裝備的重大創(chuàng)新方面，中國走在了國際前列。

金屬3D打印龍頭企業(yè)鉑力特基于十余年的航空航天零部件參研和定制化產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)驗，針對大尺寸零件成形的效率、質(zhì)量、安全等痛點問題，于TCT Asia 2023 開幕首日重磅推出經(jīng)過工程化應(yīng)用驗證的，26激光、1.5米×1.5米×1.2米超大打印幅面的金屬3D打印設(shè)備BLT-S1500。最大成形效率可達(dá)900cm3/h。BLT-S1500采用動態(tài)鋪粉策略，可實現(xiàn)多段自動變速，提高鋪粉效率；BLT-S1500搭載的BLT-BP，可實現(xiàn)大尺寸零件一次性高效剖分，能夠縮短打印前的剖分時間和準(zhǔn)備時間，同時提高打印中的效率。此外，BLT-S1500可實現(xiàn)多光分區(qū)優(yōu)化，兼顧打印質(zhì)量和打印效率。

國產(chǎn)3D打印機(jī)制造商易加三維（Eplus3D）推出了EP-M1550，這是最大的金屬粉末床熔融（MPBF）系統(tǒng)。其著名的 16 激光器設(shè)置能夠處理大型構(gòu)建平臺，從而以經(jīng)濟(jì)高效的方式生產(chǎn)大型零件。該設(shè)計可擴(kuò)展到 25 個激光器，采用4×4 激光器和檢流計矩陣，確保同步操作，構(gòu)建速度高達(dá) 650 cm3/h。它專注于大規(guī)模生產(chǎn)，可提供 1558 x 1558 x 1200 毫米的寬敞構(gòu)建體積，高度可擴(kuò)展至 2000 毫米，支持航空航天應(yīng)用的多種材料。

此外，另一家國產(chǎn)3D打印企業(yè)——華曙高科推出了配備 16 個光纖激光器的 FS1521M 激光束粉床融合 (PBF-LB) 3D 打印機(jī)系列。FS1521M 具有 1530 毫米的構(gòu)建室直徑和 850 毫米的 Z 軸高度，可確保強(qiáng)大的功能。其型號 FS1521M-U 將 Z 軸高度增加至 1650 毫米。兩種型號均配備 16x500 瓦光纖激光器，可提高大規(guī)模 3D 打印的生產(chǎn)效率。華曙高科在TCT Asia 2023上亮相，將其金屬 3D 打印機(jī)定位為石油天然氣和航空航天等行業(yè)的有前景的解決方案，展示了先進(jìn)技術(shù)。