Fraunhofer ILT. uzsāka jaunu LPBF (Laser Powder Bed Fusion) iepriekšējas uzsildīšanas koncepciju, izmantojot VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), piedevu ražošanas materiālus un uzlabotu programmatūru precīziem izmaksu un būvniecības laika aprēķiniem LPBF procesiem.
Fraunhofera institūtam Vācijā ir pasaules mēroga reputācija, koncentrējoties uz optiku un lāzeru ražošanas tehnoloģijām. No jaunu lāzera staru avotu un komponentu izstrādes līdz rūpnieciskai lāzerapstrādei institūts nesen piedāvājis inovatīvus risinājumus.
Līdz 2,5 kW, darba plaknes priekšsildīšana, neatkarīgi no kopējā augstuma
Tiek izstrādāta tieša procesa slāņa iepriekšēja uzkarsēšana, kas lieliski aizstāj šodienas iepriekšējas uzsildīšanas koncepciju. Jaunā koncepcija tiek izstrādāta pētniecības parka digitālā fotonikas ražošanas DPP vidū. Šīs tiešās procesa slāņa iepriekšējas uzkarsēšanas tehnoloģijas svarīgākais aspekts ir vertikālā virsmas izstarojošā lāzera (VCSEL) integrācija PBF laboratorijas iestatījumos. Jaunajā apkures procesā tiek izmantots sešu vertikālo dobuma virsmu izstarojošo lāzera stieņu (VCSEL) komplekts, katrs 400W, uzstādīts apstrādes telpā. Emitējot 808nm infrasarkano starojumu, masīvs var sildīt ierīci līdz simtiem grādu pēc Celsija no augšas būvniecības procesā. Stieņus var vadīt individuāli, padarot iespējamu dažādu režīmu secību un izmantojot infrasarkanās kameras, lai uzraudzītu sildīšanas procesu.
Lai pārbaudītu VCSEL apkures tehnoloģiju, projekta inženieris izgatavoja daļu. Saskaņā ar ziņojumiem daļas deformācija tika ievērojami samazināta un daļa tika uzkarsēta līdz 500 °C. VCSEL apkures izmantošana samazināja termisko gradientu un paplašināja iekšējo stresu, lai būtu iespējams ražot augstākas sastāvdaļas, vienlaikus samazinot deformācijas vai plaisāšanas risku.
Jaunā metode sniedz arī iespējas ražot īpašus grūti apstrādājamus materiālus. Projekta inženieri cer tuvākajā laikā sākt izmantot titāna alumīnija savienojumus testēšanai. Šim materiālam izmanto VCSEL metodi, lai sakarsē komponentu līdz aptuveni 900 °C. Titāna aluminīdus parasti izmanto turbomašīnas sastāvdaļās, piemēram, turbokompresora karstās gāzes daļā. Papildus turbomahineriem process ir pavēris jaunus potenciālos pielietojumus arī citās rūpniecības jomās, kur jāsamazina termiski izraisītais stress AM procesā.