Die additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, hat sich zu einer bahnbrechenden Technologie entwickelt, die in verschiedenen Branchen Anwendung findet. Unter den zahlreichen Verfahren ist das Laserstrahl-Pulverbettverfahren (Laser Beam Powder Bed Fusion PBF-LB), das auch als selektives Laserstrahlschmelzen (Selective Laser Melting SLM) bezeichnet wird, besonders hervorzuheben, da es die Herstellung komplexer und komplizierter Metallteile ermöglicht. PBF-LB ist jedoch mit besonderen Herausforderungen verbunden. Eine davon ist die Notwendigkeit einer präzisen Temperaturkontrolle, um die Qualität und Integrität des Endprodukts zu gewährleisten. Gasdichte Wärmetauscher, wie sie von Becker angeboten werden, spielen eine entscheidende Rolle bei der Bewältigung dieser Herausforderung. In diesem Blog gehen wir darauf ein, warum gasdichte Wärmetauscher für PBF-LB-Anwendungen unverzichtbar sind.
Laser Powder Bed Fusion ist ein fortschrittliches 3D-Druckverfahren für die additive Fertigung von Metallen. Es beinhaltet das selektive Schmelzen von Metallpulver mit einem Hochleistungslaser, um komplexe, vollständig dichte Metallteile Schicht für Schicht aufzubauen. Während des PBF-LB-Prozesses ist die Aufrechterhaltung einer kontrollierten und gleichmäßigen Temperatur von entscheidender Bedeutung, um die gewünschten Materialeigenschaften und die strukturelle Integrität der gedruckten Komponenten zu gewährleisten.
Wärmetauscher sind wesentliche Komponenten in PBF-LB-Maschinen, insbesondere in größeren Maschinen, da sie dazu beitragen, die Temperatur in der Baukammer zu regulieren, die durch die Wärme von verschiedenen wesentlichen Elementen innerhalb des Systems erheblich beeinflusst wird. Hier sind einige Schlüsselfunktionen, die Wärmetauscher in Metall-AM-Maschinen erfüllen:
Laserkühlung: Die Hochleistungslaser, die im PBF-LB verwendet werden, erzeugen erhebliche Wärme. Übermäßige Hitze kann zu thermischen Verformungen des gedruckten Teils führen und den Druckprozess beeinträchtigen. Wärmetauscher sind dafür verantwortlich, die von den Lasern erzeugte Wärme effizient aus der Baukammer der AM-Maschine abzuführen, um deren optimale Betriebstemperatur aufrechtzuerhalten.
Pulverbett-Kühlung: Bei größeren PBF-LB-Maschinen wird in der Regel die Substratplatte beheizt. Dies ist eine bedeutende Wärmequelle. Die Aufrechterhaltung einer stabilen Temperatur im gesamten Pulverbett ist jedoch wichtig, um ein gleichmäßiges Schmelzen zu erreichen und Defekte zu vermeiden. Wärmetauscher helfen dabei, die Temperatur des Inertgases in der Baukammer und anschließend die Temperatur des Pulverbetts zu regulieren, um gleichmäßige und hochwertige Drucke zu gewährleisten.
Kammer-Kühlung: PBF-LB-Maschinen arbeiten mit geschlossenen Baukammern, die mit Inertgasen wie Argon oder Stickstoff gefüllt sind, um die Oxidation des Metallpulvers zu verhindern. Wärmetauscher spielen eine wichtige Rolle bei der Kühlung und Regulierung der Temperatur innerhalb der Kammer, um eine kontrollierte und stabile Druckumgebung zu gewährleisten.
Bei PBF-LB-Anwendungen ist die Aufrechterhaltung einer kontrollierten und kontaminationsfreien Umgebung von größter Bedeutung. Jede Gas- oder Flüssigkeitsleckage kann Verunreinigungen einbringen, die Druckqualität beeinträchtigen und sogar ein Sicherheitsrisiko darstellen. Hier kommen gasdichte Wärmetauscher zum Einsatz, wie sie von Becker angeboten werden (insbesondere die Modelle RV 1.17-0-114-04, RV 1.17-0-114-05 und RV 1.17-0-114-06). Hier erfahren Sie, warum sie unverzichtbar sind:
Leckage-Prävention: Die gasdichten Wärmetauscher von Becker sind so konstruiert, dass sie eine beeindruckend niedrige Leckagerate von <1x10-5 mbar l/s (<1x10-6 Pa m3/s) aufweisen, gemessen mit einem Helium-Lecksucher. Dieses Maß an Dichtheit stellt sicher, dass kein Sauerstoff aus der Umgebungsluft, unerwünschte Gase oder Verunreinigungen in die Baukammer eindringen, wodurch die Reinheit der inerten Atmosphäre und die Qualität der gedruckten Teile erhalten bleiben
Integrale Konstruktion: Die gasdichte Ausführung ist integraler Bestandteil der gesamten Einheit, was bedeutet, dass jede Komponente, jede Verbindung und jeder Anschlusspunkt sorgfältig konstruiert wurde um Leckagen zu verhindern. Dieser umfassende Ansatz ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der kontrollierten Umgebung, die für einen erfolgreichen 3D-Druckprozess erforderlich ist.
Inline-Installation: Die gasdichten Wärmetauscher von Becker sind so konzipiert, dass sie inline in den geschlossenen Gaskreislauf des 3D-Druckers eingebaut werden und sich nahtlos in den Prozess integrieren. Dies erhöht nicht nur die Benutzerfreundlichkeit, sondern minimiert auch das Risiko von Gasleckagen an den Anschlussstellen.
In der Welt der additiven Fertigung von Metallteilen, in der Präzision, Konsistenz und Qualität an erster Stelle stehen, spielen gasdichte Wärmetauscher eine entscheidende Rolle für den Erfolg von PFB-LB-Anwendungen (Laserstrahl-Pulverbettverfahren). Die Wärmetauscher der Serie RV 1.17 von Becker sind mit ihren außergewöhnlich niedrigen Leckraten und ihrem integrierten Design bestens geeignet, um die strengen Anforderungen von PBF-LB-Maschinen zu erfüllen. Durch das Verhindern von Gasleckagen und die Aufrechterhaltung einer kontrollierten Umgebung tragen diese Wärmetauscher zur Herstellung hochwertiger, fehlerfreier Metallteile bei und fördern die Möglichkeiten der additiven Fertigung in verschiedenen Branchen.
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