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EOS在今年的Formnext 2023展会上推出了新型M 300-4 1kW金属3D打印设备。作为在2018年国际制造技术展(IMTS)上推出的M 300-4的升级版,新系统将四个激光器的功率从400W升级到了1kW。
EOS在展会上首次亮相M 300-4 1kW设备
这些增强型激光器是为了满足3D打印铝和铜应用的生产要求。新系统经过优化,可用于生产高性能铝和铜部件,包括支架、天线、热交换器、电感器和电动汽车组件。
虽然M 300-4已经在航空、医疗和能源领域拥有众多客户,但新系统有望在移动和运输领域开辟新的应用。在本届展会上,EOS金属系统主管Sebastian Becker,向外界透露了更多关于公司金属3D打印设备的信息。
Becker表示:M 300-4已经为客户证明了这是一款高产能的增材制造机器,但我们需要满足市场对铜等高难度材料和高产能工艺日益增长的需求。M 300-4 1kW以最高级别的可靠性提供了动力和生产率,实现了当前业内最低的单件成本。
优化单件成本,缩短停机时间
新型M 300-4 1kW的核心是升级的激光器,它将四台激光器的功率从400W提高到1kW。据Becker称,这一升级是针对压铸领域的更多应用,尤其是铝的应用。Becker解释说:“我们目前面临的挑战是铝的应用,特别是在航空和汽车领域。因此对我们来说,重要的是找到一种能为铝制零件提供真正有吸引力的且显著降低单件成本的解决方案。”
事实上,Becker认为,M 300-4 1kW的高生产率确保其成为金属3D打印的高性价比选择。M 300-4 1kW可以在30-35个小时内完成整个作业的3D打印,从而帮助客户降低每个零件的成本,包括运营成本、机器折旧和气体等消耗品的成本。
EOS金属系统主管Sebastian Becker
Becker同时表示,M 300-4 1kW的单件成本仅为每立方50美分,与应用无关。EOS希望这种直截了当的方式能让客户更容易计算制造成本。Becker补充说:“我们的目标是在这些数字上更加大胆,以便于向客户解释使用这项技术可以做什么。”
Becker还强调,减少停机时间是EOS最新金属3D打印机的关键,尤其是在构建工作方面,对此,EOS 提供了双设置站。该工作站是与自动化系统制造商Grenzebach共同开发的,可用于M 300-4和M 400-4系统,实现3D打印交换过程的自动化。通常在3D打印机停机期间进行拆包构建作业和清除残余粉末等工艺步骤,可以与3D打印同时进行。
通过M 300-4 1kW打印的铜CuCP冷坩埚部件
但Becker同时也指出,这种自动化水平并非没有生产率方面的挑战。主要的挑战在于,投入到零件中的速度和热量必须以某种方式排出。这种冷却时间不利于提高生产率。解决这一问题的关键是EOS专有工艺控制软件Smart Fusion。该平台可以测量粉末床吸收的激光能量,并自动进行调整,以降低通常会出现过热的温度。
Becker说:Smart Fusion可以检测到过热现象,然后可以通过控制熔池本身的温度来对此做出反应。有了它就可以减少支撑结构。事实上,Smart Fusion可以减少高达95%的支撑结构,实现无支撑金属3D打印,减少材料用量并缩短后处理时间。
融入不断发展的金属3D打印行业
EOS专注于用少量激光器实现成本效益。Becker强调说,目前金属3D打印领域有两个明显的趋势。该行业正朝着大型部件的方向发展,或是朝着使部件更便宜的方向发展。
一方面,企业希望提供更大的构建体积,超过400×400×400mm3,以开拓新的市场、实现新的应用。因此,更大的构建包络面需要更多的激光器才能达到所需的生产率。因此,在过去的一年里,“激光大战”愈演愈烈,各家制造商将越来越多的激光器集成到更昂贵的金属三维打印机中。
通过M 300-4 1kW打印的铝AISi10Mg气冷缸盖
上个月,中国金属3D打印供应商铂力特推出了20台激光器的BLT-S800,而同为中国公司的Eplus3D新推出的EP-M1550则可集成多达25台激光器。尼康、SLM Solutions和 Velo3D等公司也在推动这一趋势。
根据CONTEXT公司发布的2023年第二季度市场情报报告,这些公司正在生产更昂贵的多激光3D打印机,以确保在3D打印机销量下降的情况下仍能实现收入增长。因此,尽管2023年上半年西方供应商的粉末床融合出货量同比下降了5%,但收入却增长了21%。
然而,EOS公司的主要重点并不是要拥有一台拥有20台激光器、造价约800万美元的机器。而是要为压铸应用提供一种经济实惠的替代品。这也是Becker强调的第二个主题,即通过降低零件的单件成本,开拓新的市场并获得更好的商业案例。如果打印设备增加了20台激光器,就不可能降低成本,根本不可能。
通过AMCM M 8K打印的大型航空航天部件
新型M 300-4 1kW显然符合该公司优化单件成本的战略重点,而该公司的附属公司AMCM 正在利用对大批量生产日益增长的需求。这家总部位于德国的公司推出了最新的金属激光束粉末床熔融(PBF-LB)3D打印机 AMCM M 8K。这款新型3D打印机集成了8个1kW激光器和800×800×1200mm3的大构建体积。Becker表示:AMCM正在做大事,我们正在走更具吸引力的单件成本之路。