氣霧噴射AEROSOL

Optomec 公司在不斷地發(fā)展增材制造技術的過程中將三維打印的工藝應用推向新的工業(yè)制造領域。

批量生產型三維 (3D) 打印設備適用于加工制造種類廣泛的功能材料(包括從結構金屬到電子工業(yè)所用的導電、介電材料以及生物醫(yī)學材料)?？伸`活調整的設備系統(tǒng)既能用于構建原型的打印制造又能用于加工或修復高值金屬組件和過時部件。

Optomec 的優(yōu)勢

具有突破性功能的3D 打印技術

通過減少流程步驟和材料浪費從而降低生產成本
可伸縮擴展并適用于批量生產的開放式系統(tǒng)架構
可促進更小、更輕、更優(yōu)化的物聯(lián)網 (IoT)智能、連接產品的研發(fā)和制作

開放式解決方案體系

提供全方位使用模式的技術服務, 從原型設計到維修、組件替換直到全面生產
可融入集成到傳統(tǒng)的生產工藝和機械裝置
用戶可直接向不同的供應廠家選購市售打印材料從而降低成本并建立適合自己的打印材料供應鏈

用于提高附加功能價值的增材制造

生產制作高性能、高可靠性的材料結構
提高了設計和制造工藝的靈活性
有效地降低了對環(huán)境的影響

兩種具有獨特技術性能的核心產品系列

用于打印制造3D電子部件的Aerosol Jet?系列

Aerosol Jet (氣霧噴射) 打印機可以用來在任意形狀的各種基底上增材制作精細的電子部件、3D結構和生物材料的站點特定放置, 促進了許多應用領域(例如航空航天、國防、電子消費品、佩戴式設備和物聯(lián)網(IoT) 中所用的3D 適形傳感器和天線等) 的制造工藝技術發(fā)展。

用于打印制造3D金屬部件的LENS? 系列

LENS(激光熔融風噴金屬粉末成形) 3D 金屬打印機可用于在整個產品生命周期中對金屬組件進行成本有效地修復、加工和增材制造高性能材料(如鈦合金、不銹鋼、超合金等)。

Aerosol Jet氣霧噴射打印技術

Optomec的氣霧噴射打印技術能夠有效地制作3D打印的電子產品。它屬于一種增材制造工藝技術(也稱為3D打印或直接寫印), 可將各種商購的市售導電、絕緣或半導體材料以及生物醫(yī)學墨液準確地打印放置到各種2D或3D塑料、陶瓷、金屬承印基底上。在這種增材制作的工藝流程,3D打印的電子或其他產品是由容易修改的計算機設計軟件直接控制的逐點逐層材料堆積而形成的,無需制作光電平版印刷的掩碼模板。

01 有關氣霧噴射技術在3D打印電子產品中的應用優(yōu)勢

氣霧噴射的獨特技術性能使得在各種形狀的2D或3D基底上打印互連線路簡單易行。例如,通常的多層互連電路可變?yōu)樵?D基底上電路的交叉處增加一層打印的電介質材料,于是多層電路板的設計結構就能夠在單一圖層上制作出來。這是因為氣霧噴射打印系統(tǒng)可以裝置多種材料輸入和交換的設備,它甚至允許在工藝過程中進行多種墨液的混合打印。

另外,氣霧噴射系統(tǒng)還可以保形地在3D基底面上打印互聯(lián)電路,并且不需要電線綁定的工序。這樣的獨特技術性能可用于打印連接3D堆疊裸片或LED芯片的電路制作。

02?氣霧噴射3D打印電子產品的設備平臺系列及其應用

?? ? AEROSOL JET 200 用于可行性實驗的簡化入門級打印機

?? ??AEROSOL JET 300 用于快速產品原型開發(fā)的打印機

?? ??AEROSOL JET 5軸移轉三維打印系統(tǒng)

?? ??AEROSOL JET 批量生產打印設備?

?? ? 氣霧噴射打印的天線

?? ??在國防及航空航天工業(yè)中的應用

?? ??在半導體封裝中的應用

?? ??在產品、技術研發(fā)中的應用

03?與眾不同的氣霧噴射打印技術

可用于制造的電子產品的傳統(tǒng)方法及新興技術有許多。這些方法通常是從現(xiàn)有的藝術圖形印刷工藝調整而來的, 也有專門為打印的電子產品新研發(fā)的技術?？偟膩碚f,許多在 2D平面上的打印工作是可以由許多傳統(tǒng)的制造方法來完成的,但更小、更薄、要求巧妙連接的智能部件(例如那些在消費類電子產品、航空航天、醫(yī)療和物聯(lián)網中使用的部件)的有效制作就需要新研發(fā)的 3D 打印方法了。

04?氣霧噴射打印技術在制作3D電子產品應用中的主要優(yōu)越性

?? ?計算機數(shù)控直接打印 — 無需掩碼或模板

?? ?不需要電鍍或蝕刻工序

?? ?圖案尺寸從 10 微米至數(shù)毫米

?? ?可打印互連電路和有源/或無源組件

?? ?能夠打印生物材料

?? ?可打印薄至100 納米的功能材料涂層

?? ?可打印各種市售功能材料

?? ?能在塑料、陶瓷、金屬等承印基底上進行打印

?? ?能在凸凹不平的3D基底上進行保形打印

?? ?可調整擴展以滿足批量生產的要求

LENS激光熔融風噴金屬粉末成形技術

激光熔融風噴金屬粉末成形(LENS)系統(tǒng)是使用大功率激光將金屬粉末致密地熔融到三維基底結構上的。這個系列的 3D 打印機是使用計算機輔助設計 (CAD) 文件所提供的幾何形狀數(shù)據(jù)來自動驅動和控制金屬材料的逐點逐層熔融堆積過程的。它所配備的附加的軟件和閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠確保堆積材料的幾何完整性和機械可靠性。

LENS的工藝過程是在充滿氬氣的密封工作腔內進行的。這樣, 工作腔內的氧氣和水份含量可以保持低于 10 ppm, 以確保部件的清凈和防止材料的氧化。金屬粉末原料是由Optomec 專有的、可精確調控流量的粉末輸運系統(tǒng)傳送到噴頭處。當完成了一個單層材料的熔融堆積之后, 粉末噴頭就會繼續(xù)移動到下一層。這樣, 整個固體部件就可以逐層地被構造出來。對熔融堆積完成后的部件還可以進行加熱處理、熱等壓壓制或任何特定的機械修整。

利用大功率激光、工藝參數(shù)控制和對整個工作環(huán)境的控制使得我們的LENS技術能夠有效地加工多種像鈦、不銹鋼、鉻鎳鐵合金?那樣的高性能金屬材料,并能滿足特殊應用中所需的關鍵質量要求。有了LENS這樣的增材處理功能, 各種需要高度控制的金屬加工便成為可行的了。

LENS技術既可以作為已建即用功能系統(tǒng)配置來使用,也可以作為模塊化的打印裝置融入集成到現(xiàn)有的或新組建的 CNC 機床系統(tǒng)中。于是,LENS金屬增材打印設備就可以與傳統(tǒng)的機械加工在同一平臺系統(tǒng)中工作,以利用現(xiàn)有的資本資產讓您的機械師使用熟悉的用戶界面來操縱添加的增材打印功能。

01?LENS 3D 增材打印機及其應用

我們Optomec 的3D 金屬打印設備可以用于在產品的整個生命周期中進行材料的研發(fā)、功能性原型的設計、增材與切削的混合式加工制造、表面涂層、返工和修補。

?? ?修補損傷的部件

?? ?返工和對半成品的加工

?? ?快速原型制作

?? ?表面涂層

?? ?混合式加工制造

?? ?材料的研發(fā)

?? ?LENS 450用于可行性實驗的簡化入門級小尺度打印機

?? ?LENS M$-7用于中尺度快速產品原型開發(fā)的打印機

?? ?LENS 850-R大尺度打印生產的設備

?? ?可融入集成到CNC 機床系統(tǒng)中的LENS系列

?? ?可融入集成到其他各種生產加工系統(tǒng)中的模塊化LENS打印機

02?LENS 在打印制作3D 金屬部件中的主要優(yōu)越性

豐富的經驗 —二十多年為工業(yè)應用提供LENS金屬增材打印技術和設備

靈活性—我們的LENS金屬增材打印技術可適用于整個產品的生命周期中的各種加工制造

經濟實惠—可將LENS技術融入集成到低成本立式銑床上

獨特的功能—可將不同材料打印成單一樣品并使其產生成分比例漸變

高質量—閉環(huán)控制工藝參數(shù)以確保每個產品都符合同樣的質量要求

精確性 —高度聚焦的局部加工過程, 以減小加熱和受熱區(qū)域

混合型—在現(xiàn)有組件上添加新的功能或進行修復

03 修補損傷的部件

對高價值金屬組件進行損傷修補是很大限度地提高其使用壽命、降低設備運行成本并有助于維持其常備就緒的一個至關重要的環(huán)節(jié)。采用在磨損或損壞的區(qū)域局部添加材料的修復方法使得您能夠通過特殊的工藝參數(shù)控制而獲得出色的材料性能。 LENS部件修補工藝是具有高度針對性、精確地以盡量小的受熱區(qū)域將添加的材料熔融放置到磨損或損壞的位置, 使其能夠修復那些燃氣渦輪發(fā)動機中常見的最敏感的薄壁組件。經LENS增材修補的組件材料機械性能通常是等同于甚至優(yōu)于鍛造的材料。 LENS系統(tǒng)可在現(xiàn)有組件上進行增材修補的能力使它成為在設備維修和組件損傷修補中非常重要的有效工具。

為了能夠修補國防和航空航天組件, ?LENS打印制作工藝是經過了嚴格流程參數(shù)優(yōu)化的。目前它正在很多地區(qū)的檢修服務設施中被廣泛用于金屬部件維修和組件損傷修補。

03?快速產品原型的打印制作

金屬產品原型組件可以用 LENS打印機直接從計算機上的CAD 模型快速地制作出來。LENS打印機可以制作很大尺度的金屬部件,而且它的打印速度通常能比其他的金屬增材制造方法快 10倍以上。新的設計概念可以通過CAD 原型模型的修改調整而得到快速評估, 以縮短從研發(fā)設計到首批產品生產的時間。

04?金屬材料的研發(fā)

LENS打印系統(tǒng)可使材料研究人員迅速地試制出具有卓越性能的新穎金屬材料。如果使用傳統(tǒng)的金屬處理設備,研究人員通常需要耗費大量的時間進行材料研發(fā), 因為他們只能對每一種材料樣本進行單一材料的化學評估。使用LENS打印系統(tǒng), 研究人員可以將多種金屬材料以成分漸變的形式結合為單一樣本, 于是能夠用一種樣本就測量出冷卻率、材料成分比例與微組織結構、機械性能的相關關系。

05?混合式加工制造

混合式金屬加工制造方法為工業(yè)制造商們提供了巨大工藝流程改進的前景。

混合式加工制造方法這一術語是用來描述結合金屬增材制造(AM)技術和傳統(tǒng)的切削技術, 從而使每一道工序能夠在同一臺機器上對同一部件進行加工。這種混合式加工制造方法可以降低采用金屬增材制造新技術的風險與成本, 并為工業(yè)制造商們提供了一種更務實的、漸進的工藝流程改進途徑。

Optomec 已經將其金屬增材制造技術設計成模塊化的LENS打印裝置,可與其他金屬加工制造的工作平臺(如數(shù)控銑床、機床、機器人或特制構架)組成混合式的生產加工系統(tǒng)。例如, 當LENS打印裝置被融入集成到 CNC 立式銑床后,就可以在一臺機器構架上對同一金屬部件進行局部堆積材料和切削之類的增材、減材加工制造或修復。

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