Renishaw激光熔融快速成型技术

Renishaw AMPDAdditive Manufacturing Products Division雷尼绍快速成型制造产品部,上海承美机电科技有限公司周志华,公司起源,基于创新雷尼绍公司的第一个产品是1973年David McMurtry爵士发明的触发式测头，目的是为了解决协和飞机上使用的Olympus发动机的特殊检测要求。公司通过专利创新持续性增长1983年伦敦交易所上市,Original probe and patent,Sir David McMurtryChairman & CEO,John DeerDeputy Chairman,Renishaw公司理念,“雷尼绍始终认为成功源于具有专利和创新性的产品及工艺,高品质的生产和为全球市场提供本地化客户支持与服务的能力.”,Sir David McMurtryChairman & Chief Executive,关键参数 截止至2013年6月30日,全球2012财年营业额中国2012财年营业额出口销售比重全球超过31个国家有分公司或代表处全球员工Gloucestershire英国格洛斯特郡员工中国员工3+8,上海(中国总部),北京和广州3个公司沈阳,西安,青岛,成都,重庆,苏州,深圳和武汉8个办事处,5.38亿美金1.17亿美金94% 50 3,2501,60011011,Renishaw研发分支,New Mills,Old Town, Wotton,Woodchester,CMM, Machine tool, Encoder, Measurement & Automation,Raman,Laser & calibration,CMM software,Controllers,CMM sensors,Castle Donington,Edinburgh,Exeter,Dental, Neurological, Group Engineering,Charfield,Additive manufacturing,Stone,Glasgow,Molecular Diagnostics,Renishaw全球制造分支,Pre-production,Machining,Sub-system and final assembly,New Mills, Glos, UK,Stonehouse, Glos, UK,Swords, Dublin, Ireland,Woodchester, Glos, UK,Pune, India,Old Town, Glos, UK,Machining and Assembly,Vlklingen, Germany,激光熔融(Laser Melting)金属快速成型制造,选择性激光熔融是一种直接使用3D CAD数据作为数字化源头的金属添加式流程直接通过CAD数据导出行业标准格式STL,成型高密度金属产品,Retractable Platform Z axis,Build,Metal Powder,Build Chamber,Laser Window,Powder distribution System,Inert Gas,金属粉末层层堆积,同时大功率的纤维激光把金属粉末层层熔融在一起形成最终产品.,激光熔融(Laser Melting)金属快速成型制造,金属材料选择,工艺使用汽气雾化金属粉末Materials include材料种类:Stainless Steel 不锈钢Cobalt Chrome钴铬合金Titanium 钛合金Inconel 718 铬镍铁合金Aluminium 铝合金如果需要的话还有其他性能的可供选择:*无须前处理或黏合剂.一些材料通过热处理得到改进.,Open system access for materials development F.O.C,AM250系统用户界面,Welcome page,Navigation page,Select build page,Start build page,AM 气体隔缘,在此方面独一无二且所有系统都适合应用各种材料 初始阶段设置真空度为 -968mBar去除系统内空气和湿度 一旦完成准备工作后,注入高纯度氩气 系统运行时槽内氧气量总是维持在低于1000ppm (0.1%) 并在使用 TI时低于100ppm (0.01%) 气体消耗每小时大致在30L,VACUUM,-968mBar,ARGON FILL,1000ppm O, 30 L/Hr,Start,Vacuum preparation and chamber cleansing leads to better atmosphere control and reduced porosity,AM Ancillaries sieving station辅助系统-粉末筛选系统,快速循环处理金属粉末 金属粉末回收瓶直接装在系统顶部并通过氩气辅助的筛选器释放粉末重新分筛好的粉末直接回收到底部的空瓶粉末瓶装载到成型系统整个流程通过封闭式气态系统完成用以保护用户和材料,AM250 成型舱,前端溢粉口,保护镜,送粉装置,粉末输送料斗,惰性气体进口,惰性气体出口,AM250 Z 轴性能,图表显示层厚目标为50 mZ轴精度+/- 2 m利用备有1nm线形分析雷尼绍的XL-80 激光干涉仪测试,当劳斯莱司和英国的TWI联合开发的时候,如复杂的热转换器产品就极大地显示了金属快速制造的优势.,应用散热系统,壳体外围精密流道,以及底部精细滤网结构,应用冷却部件,应用 口腔,Source: Royal Perth Hospital, Australia,制作好的假肢分析和消毒病人术前准备因为定制化髋臼盖,手术中无须再试匹配植入和固定由TiAl6Nb7 制作的关节盖手术时间从标准的4小时缩短到2小时,应用 骨科植入,膝关节,钴铬合金,应用 骨科植入,混合式带网状气孔结构的植入体,为更好的骨质吸收,Titanium64钛合金材料,应用 骨科植入,某上市骨科产品公司,Titanium64钛合金材料,表面网状结构,定制化设计.相比较传统工艺,表面涂层粘合度更高,表面结构根据不同临床病人要求更灵活,尺寸:170 x 46 x 18 mm后处理:手工抛光,Conformal Cooling Channels,Finished Moulded handles courtesy Gardenia,应用 模具,应用 Renishaw公司气球,材质:不锈钢316L特点:空心气球,顶端开口,壁薄1mm,高度300mm底部为所有支撑材料,无须如其他同类激光熔融技术底部需要支撑全部半球用途:公司形象与技术展示,该项目合作完整成员名单:BoeingBentley MotorsDelphi Diesel SystemsMTT Group (now Renishaw)EconolystAlconPerkins EnginesVirgin AtlanticLoughborough University AMRG* *Additive Manufacturing Research Group (AMRG) - now housed at the University of Nottingham under the leadership of Prof. Richard Hague.,联合项目AMAZE项目(ESA-欧洲航天局),应用领域和目标:飞机,飞船和核聚变开发更轻,更强且比传统工艺成本更低的复杂结构金属部件如能在核聚变反应堆和火箭喷嘴部位的能承受3000摄氏度的金属件AMAZE定义:Additive Manufacturing Aiming Towards Zero Waste & Efficient Production Of High-Tech Metal Products,旨在高科技金属产品零浪费与高效生产的增材制造项目成员:始于2013年1月, 总计28家合作成员,如:Airbus, Astrium, RENISHAW, Volvo Technology, Norsk Titanium, Cranfield University,EADS, the University of Birmingham, and the Culham Centre for Fusion Energy,联合项目汽车,超音速车头,材质:Titanium64钛合金开发团队:Bloodhound Supersonic Car,联合项目 科技与创新,地点:伦敦科学博览馆雷尼绍赞助”3D打印展”用途:展示由”3D打印”技术快速发展主导创新的三个主要领域:工业,医疗和小批量定制化制造展示内容: 人工关节、艺术品、金属牙、飞机部件和声名狼藉的“Liberator”塑料枪,共计600余件”3D 打印”产品,联合项目 科技与创新,地点:伦敦科学博览馆雷尼绍赞助”3D打印展”活动参与方:欧洲航空防务与航天集团 (EADS) 是此次展览的最大赞助商，其他主要赞助商有雷尼绍(Renishaw)、工程和自然科学研究委员(EPSRC) 及诺丁汉大学的快速成型制造与3D打印研究集团 (3DPRG)。,联合项目 艺术与创新,材质:Titanium64钛合金用途:Art Couture Painswick 2013 Renishaw Innovation Trophy设计师: Lionel Dean,美国国家增材制造创新研究院(NAMII),Slide 30,12/10/2017,EPSRC 5年计划, 始于2011年10月从单一的材料和工艺转为多功能”活跃式”快速成型工艺基于不受工艺限制的设计导向型成型工艺基于现有成型工艺,但不是现有设备更多工艺和材料开发支持设计系统,EPSRC centre 快速成型创新型制造,新金属和合金,通过在许多关键领域应用新的先进材料的联合开发:能源工程高强度轻型部件活性材料Renishaw是未来5年参与此项泛欧工程(金属加速工艺)中的联合成员.,扩展空间 Renishaw AM生产线 Cardiff, 威尔士,Cardiff 工厂位于Miskin193 英亩460,000 平方英尺65,000 平方英尺工厂项目, (超过目前位于Stone的AMPD装配线三倍),2012年底所有的Renishaw AM系统都开始在高工艺水平的Cardiff工厂生产和装配,Renishaw新增工厂 Cardiff, 威尔士,Cardiff ,Miskin,LBC工程从2004年就开始提供基于激光熔融金属快速成型的专业服务LBC是模具行业提供金属快速成型制造工艺专业先锋通过我们自有的专业工艺开放和与用户的深入交流,我们持续和稳定地提升专业用户对激光熔融快速成型加工的模具,原型件和生产部件的认可和需求,雷尼绍德国公司旗下LBC部门(专业模具金属快速成型应用),Slide 34,12/10/2017,LBC专业模具金属快速成型应用,Slide 35,12/10/2017,激光熔融金属快速成型不是替代传统的模具制造模具用随形冷却大大节省复杂结构金属件的成本快速金属原型制造,模具-组合模具,Slide 36,12/10/2017,传统加工主体模和配套激光熔融快速成型金属嵌入件,Slide 37,1/08/12,压力调节端,固位端口,Figure 38 -现有的DFP6泵壳体,IMV进气歧管调节阀口,泵压头,接口,工艺再设计,Slide 38,1/08/12,(a),(b),初始设计中(a图),没有进行流道和接口的改造相关的拓扑优化;(b图)中对流动路径做了平顺和简化处理,同时也缩短了接口和部件中心的距离以减少结构空间.各个接口也集成到主体部件中.,拓扑优化前确认功能性最小量和改进设计,工艺再设计,Slide 39,1/08/1