Meltio 的製程控制

Meltio 的製程控制

 

在3D金屬列印領域，特別是在 Wire-Laser 直接能量沉積（DED）中，製程控制的概念在確保列印結果最佳化方面起著至關重要的作用。

 

主要目標是保持列印底板和金屬線絲之間的精細能量平衡，這對於獲得精確的列印零件非常重要。這種平衡受到噴頭和列印底板之間距離的影響，這就是製程控制發揮作用的地方。

 

Meltio 引入了一種創新的製程控制機制，主動調整進給速率，通過動態進給速度調整，有效地管理熔池連續性中斷。這種持續的監控顯著有助於預測常見的列印瑕疵，從而確保印刷結果無瑕。

 

 

理想的列印製程

 

為確保穩定的製程，保持基材（列印底板）和金屬線絲之間的能量平衡非常重要。從這種平衡偏離可能導致製程失敗，例如由於能量過量而滴落，或者列印底板吸收的能量引起的撞擊。

 

印為雷射角度是固定的，這種能量平衡主要受到噴頭-列印底板距離（工作距離）的影響。當這個距離變得過大時，能量會朝著金屬線絲方向，可能導致意外的滴落。相反的，如果這個距離變得太小，能量會散失在列印底板內，導致能量損失。

 

 

此製程有三個步驟:

 

1. 擠壓 (擠製)：金屬線絲延伸直到與列印底板接觸，壓力檢測後啟動雷射。
2. 沉積：雷射被加熱到指定的功率，金屬線絲以特定速度擠出，同時在軸向移動中進行列印。
3. 縮回：雷射關閉，金屬線絲縮回。在不擠出任何金屬線絲的情況下進行軸向移動。然後，製程重新開始，進入擠壓程序。

 

 

 

 

製程控制

 

在 Meltio 創新的核心技術是其製程控制的方法。這個系統在列印沉積過程中不斷即時監控 (列印底) 床（V-）和(列印)頭部（V+）之間的電氣連續性。通過不斷監測連續性，它可以在整個列印過程中即時了解到正在列印的零件中是否有任何沉積不足的現象。

 

系統能夠檢測熔池連續性中斷的能力作為材料不足的關鍵指標，隨即快速調整進給速度，以確保精確的填充。

 

 

當製程控制關閉時且沉積計算不准確時，會存在著列印生成的顯著問題，例如滴漏缺陷或材料沉積不完整，導致孔洞、多孔性和其他類似的製程不一致性。然而，通過正確配置的製程控制，Meltio 系統能夠迅速檢測並修正後續列印層中的任何錯誤，確保精確無瑕的列印。

 

 

 

Closed-Loop 閉環控制演算法 

 

閉環控制演算法包括一個連續的反饋機制，不斷向控制器提供有關沉積頭和列印床之間連續性的信息。利用此即時數據，控制器能夠根據需要對進給速度或雷射功率進行調整。

 

當檢測到中斷時，控制器迅速接管了進給驅動輪的列印功率和沉積速度。這允許在毫秒內快速添加材料到檢測到中斷的特定區域。一旦電氣連續性恢復，沉積過程會無縫繼續。

 

 

 

結論

 

不同於傳統的金屬3D列印系統，Meltio 的創新方法採用焊接線材以及一個配備六個雷射環繞的先進同軸沉積頭。這種協同作用賦予了製程高度的控制。

 

通過Meltio的研發框架內經過精心測試的感應器和數據參數，任何偏離理想製程的情況都會迅速進行補償，消除了客戶需要導入額外設備、技術專業知識或複雜監控設置的需求。

 

此外，製程控制系統在主動解決金屬線絲 - 雷射DED 3D列印技術中最常見的缺陷問題方面發揮了中心作用。這種前瞻性的干預針對滴漏、球化、過度建構、縮頸和撞擊等問題，確保列印過程更加順暢。