Fraunhofer ILT. wprowadziła na rynek nową koncepcję podgrzewania wstępnego LPBF (Laser Powder Bed Fusion) z wykorzystaniem VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), dodatko materiałów produkcyjnych i ulepszonego oprogramowania do dokładnych obliczeń kosztów i czasu budowy dla procesów LPBF.
Instytut Fraunhofera w Niemczech cieszy się światową renomą, koncentrując się na optyce i technologii produkcji laserów. Od rozwoju nowych źródeł wiązki laserowej i komponentów do przemysłowego przetwarzania laserowego, instytut zaproponował niedawno innowacyjne rozwiązania.
Do 2,5kW, podgrzanie płaszczyzny roboczej, niezależnie od całkowitej wysokości
Opracowywane jest bezpośrednie nagrzewanie warstwy procesowej, które jest idealnym substytutem dzisiejszej koncepcji podgrzewania wstępnego. Nowa koncepcja jest rozwijana w ramach cyfrowej produkcji fotoniki DPP w parku badawczym. Najważniejszym aspektem tej technologii bezpośredniego podgrzewania warstwy procesowej jest integracja pionowego lasera emitującego powierzchnię (VCSEL) z ustawieniem laboratoryjnym PBF. Nowy proces ogrzewania wykorzystuje zestaw sześciu pionowych prętów laserowych emitujących powierzchnię wnęki (VCSEL), każdy 400W, Zainstalowany w pomieszczeniu przetwarzania. Emitując promieniowanie podczerwone 808nm, tablica może ogrzewać urządzenie do setek stopni Celsjusza z góry podczas procesu budowy. Pręty mogą być sterowane indywidualnie, umożliwiając sekwencję różnych trybów i za pomocą kamer na podczerwień do monitorowania procesu ogrzewania.
W celu przetestowania technologii grzewczej VCSEL, inżynier projektu wyprodukował część. Według doniesień, deformacja części została znacznie zmniejszona, a część została podgrzana do 500 °C. Zastosowanie ogrzewania VCSEL zmniejszyło gradient termiczny i rozszerzyło naprężenie wewnętrzne, aby umożliwić produkcję wyższych komponentów, minimalizując jednocześnie ryzyko deformacji lub pękania.
Nowa metoda stwarza również możliwości produkcji specjalnych materiałów trudnych do przetworzenia. Inżynierowie projektu spodziewają się rozpocząć stosowanie związków aluminium tytanowego do testowania w najbliższej przyszłości. W przypadku tego materiału metoda VCSEL jest stosowana do podgrzewania składnika do temperatury około 900°C. Tlenki tytanu są powszechnie stosowane w komponentach turbomachinterii, takich jak część turbosprężarki z gorącym gazem. Oprócz turbomachinery, proces ten otworzył również nowe potencjalne zastosowania w innych dziedzinach przemysłowych, gdzie należy zmniejszyć naprężenia wywołane termicznie w procesie AM.