Công nghệ in Direct Metal Laser Melting (DMLM) là gì?
Công nghệ in Direct Metal Laser Melting (DMLM) có khả năng giúp các doanh nghiệp đạt được lợi thế cạnh tranh tuyệt vời. Với khả năng mang lại năng suất cao và chi phí trên mỗi chi tiết thấp hơn so với sản xuất truyền thống, DMLM là một công nghệ tiên tiến có tiềm năng ứng dụng rất cao trong ngành hàng không vũ trụ, y tế và sản xuất công nghiệp.
Quá trình DMLM là gì?
DMLM là quy trình sản xuất bồi đắp sử dụng tia laser để làm tan chảy các lớp bột kim loại siêu mịn để tạo ra các khối vật thể. Các bộ phận sẽ được tạo ra dựa trên dữ liệu từ tệp .stl (thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính). Tệp .stl sẽ được chuyển đổi thông qua phần mềm. Sau đó, nó được tải lên máy để thực hiện quá trình in 3D. Việc sử dụng tia laser để làm tan chảy các lớp bột nhỏ sẽ tạo ra các vật thể có đặc tính mịn, đặc và đồng nhất.
Quá trình DMLM bắt đầu bằng việc trải một lớp bột kim loại mỏng lên bàn in. Tiếp theo, tệp dữ liệu sẽ điều hướng các đường quét để kiểm soát mức độ tiếp xúc của tia laser. Tia này sẽ làm tan chảy bột và tạo ra một lớp mặt cắt ngang vật thể. Bàn in sau đó sẽ hạ xuống để quá trình có thể được lặp lại và tạo lớp tiếp theo. Sau khi tất cả các lớp được in, phần bột còn thừa chưa tan chảy sẽ được quét đi. Sản phẩm cuối cùng gần như được hoàn thiện tuyệt đối, có thể sử dụng mà không cần thêm bất cứ phương pháp gia công nào.
Các loại vật liệu bột
Sức mạnh và độ chính xác của tia laser được sử dụng trong quy trình DMLM sẽ kết hợp với các loại bột kim loại cực kỳ bền và mịn. Máy sử dụng công nghệ DMLM tạo ra các bộ phận phức tạp nhưng siêu bền. Chúng có thể được sử dụng trong các ngành có yêu cầu khắt khe như hàng không vũ trụ, đua ô tô và y tế,…
Titan
Titanium là một trong những vật liệu phổ biến nhất được sử dụng trong máy in công nghệ DMLM. Loại vật liệu này có khả năng chịu được áp suất cao và nhiệt độ khắc nghiệt. Các bộ phận được chế tạo bằng máy DMLM sẽ có khả năng ứng dụng cao vào nhiều lĩnh vực với hiệu quả sử dụng cao.
Thép không gỉ
Thép không gỉ vốn được biết đến với độ bền, độ dẻo dai và độ dẻo vượt trội. Chính vì vậy, nó thường được sử dụng để in các mẫu chức năng và các bộ phận sản xuất. Khi cần hàm lượng carbon thấp, thép không gỉ 316L là một lựa chọn không tồi. Đây là một hợp chất bền, dẻo, có thể hàn được, có khả năng chống rỗ và ăn mòn cao. Thép Maraging được sử dụng để tạo ra các kênh làm mát phù hợp trong quá trình ép phun. Ngoài ra, chi tiết in bằng thép này sẽ dễ dàng được gia công và đánh bóng khi xử lý sau in.
Siêu hợp kim
Hợp kim 718 là một siêu hợp kim gốc niken có các đặc tính cần thiết trong động cơ tên lửa và máy bay phản lực. Khả năng chịu nhiệt và ăn mòn khiến nó trở nên vô cùng phù hợp để sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp hóa chất khác nhau. CoCr F75 là siêu hợp kim gốc coban có khả năng chịu nhiệt độ cao và độ bền. Nó cũng được sử dụng trong việc in các bộ phận tuabin và động cơ.
Nhôm
Hợp kim nhôm có đặc tính nhiệt hạch tuyệt vời – vốn rất quan trọng trong sản xuất bồi đắp. DMLM được sử dụng để tạo ra các vật thể bằng nhôm cứng có khả năng chịu được tải trọng đáng kể. Các thành phần nhôm có khả năng gia công cao được sử dụng trong các ứng dụng ô tô, đua xe và nhiệt.
Các câu hỏi thường gặp
Một trong những lợi thế của công nghệ DMLM là tạo ra các bộ phận phức tạp giúp giảm trọng lượng trong khi vẫn giữ được độ bền cần thiết. Các bộ phận này sẽ được sử dụng trong các ứng dụng cần giảm trọng lượng như vệ tinh, động cơ đẩy tên lửa và động cơ phản lực. Robot và ép phun cũng có thể ứng dụng các bộ phận có độ chính xác cao được sản xuất bởi công nghệ DMLM.
Cùng với đó là khả năng chịu nhiệt của các sản phẩm được chế tạo bằng công nghệ này. Nhiệt độ và áp suất cực cao trong động cơ tên lửa là minh chứng tốt nhất cho khả năng tuyệt vời của DMLM. Nhiên liệu đẩy được lựa chọn trong động cơ tên lửa thường là hydro lỏng – một loại nhiên liệu nhẹ có tốc độ xả cao và tốc độ phản ứng cao. Tuy nhiên, hydro lỏng phải được bảo quản ở nhiệt độ âm 423 độ F. Khi đốt cháy, nó tạo ra nhiệt độ vượt quá 5.500 độ F.
Chất lượng bề mặt và độ xốp tối thiểu là hai ưu điểm chính của công nghệ DMLM. Vì có thể di chuyển bàn in với khoảng cách ít nhất là 20 micron nên các vật thể có chất lượng bề mặt mịn. Có thể bạn chưa hình dung được về độ dày 20 micron, vậy bạn cần biết rằng đường kính của hồng cầu chỉ là khoảng 5 micron và một sợi tóc người dày khoảng 75 micron.Quá trình DMLM giúp giảm thiểu độ xốp thường gặp khi thiêu kết. Trên thực tế, mức độ đặc có thể đạt được mật độ gần 100%. Doanh nghiệp hoàn toàn có thể tái sử dụng các loại bột kim loại chưa nấu chảy còn thừa sau khi in xong.
Công nghệ DMLM sẽ rút ngắn thời gian in so với nhiều công nghệ khác. Điều này đặc biệt hữu ích khi cần in những mẫu thử chức năng bằng kim loại. Nếu thời gian sản xuất truyền thống thường được tính bằng tuần thì với công nghệ DMLM, thời gian mà bạn cần chỉ là vài giờ hoặc vài ngày. Quy trình DMLM cho phép tự do tạo ra các chi tiết có cấu trúc phức tạp và các đường cắt không thể tạo được bằng các phương pháp thông thường. Chu kỳ thiết kế nhanh hơn sẽ mang lại lợi thế cạnh tranh cao trong nhiều ngành sản xuất.
