Новая лазерная технология позволяет изготавливать микроскопические металлические детали с высокой точностью
Две германские компании, 3D-Micromac AG, производитель лазерных систем микромеханической обработки, и EOS GmbH, производитель электроники, объединились и сформировали новую компанию, получившую название 3D MicroPrint GmbH. Специалисты этой новой компании продолжат работы в направлении разработки и внедрения технологии лазерного микроспекания (micro laser sintering, MLS), с помощью которой можно производить методом трехмерной печати крошечные детали и узлы микромеханизмов, точность изготовления которых удовлетворит требованиям самых взыскательных заказчиков.
Создание крошечных деталей с помощью разнообразных технологий трехмерной печати является далеко не новой идеей. Исследователи из Венского технологического университета в свое время уже добились значительных успехов в производстве наноразмерных деталей, но все эти детали изготавливались из специального полимерного материала из-за чего они не обладали достаточной прочностью и надежностью. Технология MLS позволяет создавать более крупные детали, с минимальной толщиной слоя в 5 микрометров, но эти детали изготовляются из металла. "Мы уже успешно справились с созданием различных деталей в рамках 100 проектов для клиентов со всех уголков земного шара" - рассказывает Мэнди Гебхардт (Mandy Gebhardt), один из руководителей компании 3D MicroPrint, - "В некоторых случаях нам удавалось достичь толщины одного слоя в 2 микрометра".
Узлы напечатанные с помощью MLS технологии
Новая MLS-технология идеально подходит для создания устройств медицинского назначения, для создания элементов ювелирных украшений, для создания узлов микромеханизмов для часов, космической, военной и автомобильной техники. В настоящее время трехмерная печать имеет рядом преимуществ перед другими методами производства микроскопических металлических деталей, так как с ее помощью можно легко изготавливать детали и узлы любого уровня сложности.
Две вышеупомянутые германские компании занимались параллельной разработкой MLS-технологий с 2006 года, сталкиваясь на этом пути с одинаковыми проблемами. MLS-технология, как и другие технологии лазерного спекания, используют металлические порошки, которые плавятся под воздействием энергии луча света лазера. И если для трехмерной лазерной печати объектов больших габаритов качество металлического порошка не играет большого значения, то при производстве микродеталей, существенная разница в размерах металлических частиц порошка может привести к возникновению дефектов и производству брака.
Часть металлической детали
В традиционных лазерных технологиях используются металлические порошки, размеры частиц которых составляют от 30 до 45 микрон. В процессе MLS используется порошок, частицы которого имеют размеры не более 5 микрометров. Такие крошечные частицы, освещаемые светом луча лазера, который имеет диаметр меньше 30 микрон, позволяют изготовить с высочайшей точностью даже самые крошечные элементы микроскопических деталей. "Более того, малый размер частиц порошка обуславливает необходимость применения более серьезных мер защиты и безопасности" - объясняет Гебхардт, - "Более мелкие частицы могут проходить через традиционные фильтры респираторов, они проникают через любые щели, а их высокая химическая активность делает их более опасными для человеческого организма".
Специалисты компании 3D MicroPrint уже использовали для изготовления микроскопических деталей порошки молибдена, вольфрама, железа и нержавеющей стали. "В основном мы работаем с порошками чистых металлов, имеющих высокую температуру плавления. Но наша технология подходит и для работы с более легкоплавкими металлами и сплавами, включая бронзу, медь, серебро и золото. И мы не видим никаких ограничений, которые могут препятствовать использованию порошка из любого доступного металла". Следует заметить, что к 2014 году специалисты компании 3D MicroPrint планирую адаптировать технологию трехмерной MLS-печати для печати изделий из алюминия и титана, единственных металлов, с использованием которых в настоящее время возникают некоторые проблемы.
