הטכנולוגיה בקליפת אגוז

3דיאם לייזר

הלייזר שפותח ונרשם כפטנט על ידי 3DM מתוכנן להתאים בצורה הטובה ביותר לספיגת האנרגיה של חומרים תרמופלסטיים. הרעיון עלה מתוך ההבנה שהתעשייה משתמשת במקור אור שאיננו מתאים לטכנולוגיית הדפסה SLS המשתמשת בחומרים פלסטיים. כפיצוי, פתרונותSLS  משנים את החומרים באמצעות הוספה של תוספים משפרי ספיגה, ולחלופין משתמשים בלייזר ביעילות נמוכה יותר שפוגעת החימום. שיטות אלו דורשות מאמצים כבירים בפיתוח חומרים, המשפיעים לרעה על עלות החומרים, יוצרים מכשול מהותי בפני ייצור תוספתי בהיקפים גבוהים ובסופו של דבר מספקים מגוון מוגבל ביותר של חומרים הנתמכים על ידי יישומים של ייצור תוספתי

הלייזר של 3DM הוא רכיב מוליך למחצה עם טביעת רגל פחמנית קטנה ביותר. עלותו נמוכה (עשרות דולרים), מקור האור שלו עוצמתי (עד 4 וואט שווה ערך ל-20 וואט בלייזר CO2). הלייזר ניתן לתכנון של פליטה בכל אורך גל באמצע הטווח האינפרא-אדום, ובכך להתאים באופן מיטבי לתכונות הספיגה של כל החומרים התרמופלסטיים.

בספיגה אופטימלית של חומרים גלום יתרון נוסף: היכולת להמיס בדיוק רב את החומר על ציר ה-Z ולקבוע את עומק ההמסה והחימום בציר זה. דיוק זה מונע עיוותי הדפסה בין השכבות המודפסות ומשפר את איכות ההדפסה בהשוואה לטכנולוגיות SLS נפוצות אחרות.

הפתרון – ראש הדפסה מעולה

אזור ההדפסה הייעודי שלה. גודל תת האזור מתוכנת מראש, בהתאם למהירות המדפסת הרצויה. שולחנות ההדפסה יכולים להיבנות בכל גודל במערך מלבני, לפי הצורך. לדוגמה, למשטח הדפסה בגודל 600X600 מ"מ עם אלומת תת-אזור של 150X150 מ"מ נדרשת קונפיגורציה של 16 אלומות לייזר בראש ההדפסה של המדפסת. 

ראש ההדפסה כולל תת מערכת מדידה המוקדשת לסידור תתי האזורים. מיקומם מתבצע לכל שכבה בנפרד, בזמן אמיתי, בהתבסס על המדידות שנעשו על ידי תת המערכת על מנת לקבע שינויים בטווח X/Y, תנועה ורוטציה.

תכנון ראש האלומות ממקסם את יתרונות מקור אור הלייזר פרי פיתוחה של 3DM. המטרה היא לספק ביצועי אלומות לייזר מעולים עם הספק גבוה, רזולוציה גבוהה, לטווח חסר תקדים של חומרים, ובעלויות נמוכות באופן ניכר. ראש האלומות יכול לכלול בין 1-6 לייזרים, תלוי בביצועי המדפסת הנדרשים. היות ולייזרים באותו אורך גל לא משתלבים בקלות, כל זוג אלומות מתוכנן להקרין באורך גל שונה שיתאים לשיא ספיגת האנרגיה של משפחת חומרים נתונה. שילוב של עד שלושה זוגות לייזרים יכול לשלש את ההספק למשפחת חומרים אחת או להרחיב את יכולת המדפסת לתמוך במשפחות חומרים נוספות. 

 

יתרונות ראש האלומות האופטי:

  • עלויות הדפסה נמוכות יותר – הודות למבנה של אלומות מקבילות בהספק גבוה, מהירות ההדפסה מתקצרת לשנייה אחת לשכבה. כתוצאה מכך, הספק המדפסת עולה (שיפור של עד פי 10 לעומת מדפסות מובילות כיום), ומשמעות הדבר היא עלויות הדפסה נמוכות יותר.
  • איכות הדפסה ברמה תעשייתית – החיבור המושלם בין לייזר וחומר מאפשר השגת ביצועים מכניים מעולים (כוח ואורך חיים) בכל שלושת המימדים (התנהגות איזוטרופית) עם כל החומרים.
  • תמיכה בכל החומרים התרמופלסטיים – בגלל ש-3DM תכננה את הלייזר כך שיתאים לכל חומר, הוא יכול לתמוך בכל מגוון החומרים התרמופלסטיים. אין צורך בתוספי ספיגה לחומרים הזמינים בשוק. דבר זה מצמצם את עלויות החומרים, שמהווים עדיין רכיב מרכזי בעלותם של חלקים מודפסים.
  • רזולוציה גבוהה – עד עשרות מיקרונים. מכונת אב הטיפוס של 3DM המתוכננת ברזולוציה של 150 מיקרון מדגימה את יכולות הדפסת הפרטים הקטנים ואת הגימור החלק של פני השטח אותם ניתן להשיג באמצעות הלייזר של 3DM  

3DM Digital Manufacturing LTD, 13 Ha'amal st, Building B, Rosh Ha'ayin, Israel