是什么原因導致了多激光打印機效率變低？
時間：2023-10-27 10:44 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
市場上的大多數3D打印機最初設計是用于快速原型制作。然而，隨著行業的成熟發展，連續生產的使用案例變得更加可行，公司開始最大限度地提高增材制造的投資回報比。從設計高性能的單體零件，自動化車間，開發新材料到優化每臺機器的參數以提高速度、質量和性能。
自2015年SLM Solutions首次推出雙激光系統以來，多激光設備的數量迅速增加。從那時起，越來越多的原始設備制造商 (OEM)、機器制造商和企業開始為生產定制自己的3D打印機，增加更多的激光數量以提高生產力。
當涉及激光粉床熔融 (LPBF) 和直接金屬激光燒結 (DMLS) 時，大多數用戶認為更多的激光數量應該自然而然地會提高速度和生產力，但事實并非如此。仍然存在的挑戰是如何在保持高質量輸出的同時有效地分配工作負載以提高生產力。找到合適的建模處理軟件來優化每個激光器的能力變得尤為重要。
在生產車間的重要發現
2.縮短3D打印時間
3.確保打印輸出的質量
對于多激光器打印機的低效運行，這種處理結果將嚴重降低機器的總體設備運行效率 (OEE)。這就引出了一個問題：如何優化這些價值數十萬到數百萬美元的3D打印機的產出？
“負載均衡器”可以充分發揮多激光金屬3D打印機的能力。作為切片處理器軟件開發工具包 (BP SDK) 的一部分，負載均衡器的可配置算法允許用戶調整每個激光的參數，這是其他類似的3D打印負載均衡器軟件所不具備的技術。
BP SDK讓用戶能夠立即上手的解決方案或開發適用于其特定生產需求的切片處理器。這種靈活性對于研發人員、工藝工程師或任何對調整多激光3D打印機以提高效率感興趣的人來說都是非常有吸引力的。
Materialise Software的工程研發經理Michele Pavan表示：“負載均衡器相比傳統多激光系統可提高約25%的生產效率。這意味著不再浪費時間和資源來處理過熱、氣體遮擋光束以及飛濺物落在未掃描的構建平臺區域等問題。”
克服激光分布的困難
Materialise Software的產品經理Brecht Pellens表示：“3D打印行業正在轉向可持續和高效的方向以減少碳排放和能源消耗。公司需要改善盈利能力，同時生產出高性能的零部件，以確保競爭優勢。這種發展的重要部分在于在滿足質量標準的同時，最大化從每個操作中獲得的價值。”
以下幾個案例可以解釋如何克服與激光負載分配相關的問題，最大限度地利用和釋放負載均衡器的多激光機器的全部潛力。
1 通過控制每個激光器來實現最佳負載分配
負載均衡器的算法通過考慮氣體流動和霧區，以防止激光之間的干擾并確保能量均勻分布，從而簡化了平衡每個激光的負載任務。它通過計算每個激光的最佳負載，考慮所有過程和用戶約束條件，來分配文件的工具路徑。在所有激光器之間路徑會被優化，從而顯著提高生產力。
2 配置霧區以優化氣體流動，提高質量并避免在下風處加工
管理控制質量是復雜的，特別是對于多激光系統來說。激光通常會產生霧和氣體，這些煙霧會朝著設定的氣體流動方向運動。在這些霧區中的煙霧可能會遮擋彼此附近工作的激光，降低它們的效率。通過優化氣體流動并避免下風處加工，可以配置霧區來改善質量。
此外，當激光器在封閉空間中工作時，它們會釋放多余的能量，可能對熔池和零件質量產生不利影響。通過計算每個激光器的霧區，算法可以優化復雜的排序，例如決定首先掃描哪些矢量塊，在遵循優先級的情況下以避免逆風和霧區處理。這有助于保持激光束的質量，防止它們之間的干擾，同時確保能量分布均勻。
如果處理的不恰當，粉床上的松散粉末還會進一步影響打印品的質量。為了避免飛濺、氣體遮擋光束和過熱，負載均衡器可以模擬氣流，確保激光永遠不會掃描到另一個激光束的氣流中。
自2015年SLM Solutions首次推出雙激光系統以來，多激光設備的數量迅速增加。從那時起，越來越多的原始設備制造商 (OEM)、機器制造商和企業開始為生產定制自己的3D打印機，增加更多的激光數量以提高生產力。
當涉及激光粉床熔融 (LPBF) 和直接金屬激光燒結 (DMLS) 時，大多數用戶認為更多的激光數量應該自然而然地會提高速度和生產力，但事實并非如此。仍然存在的挑戰是如何在保持高質量輸出的同時有效地分配工作負載以提高生產力。找到合適的建模處理軟件來優化每個激光器的能力變得尤為重要。
在生產車間的重要發現
Materialise Software的市場解決方案架構師Johan
Troukens表示：“根據我的經驗，我認為許多機器的使用效率并不高。人們認為增加更多激光數量應該就可以提高生產、研發或其他項目的速度和生產力，但事實并非如此。我們需要一種能夠以高效的方式來最大化激光器利用率的技術。否則，這些系統就是非常低效的。”例如，一臺四個激光器的3D打印機在生產過程中可能只用到了3.2個激光器的效果。這就是為什么在3D打印機中增加更多激光器并不能提高生產效率的原因。
為了最大化激光器利用率的問題，需要考慮以下三個主要因素：
1.有效應用激光器負載分配2.縮短3D打印時間
3.確保打印輸出的質量
對于多激光器打印機的低效運行，這種處理結果將嚴重降低機器的總體設備運行效率 (OEE)。這就引出了一個問題：如何優化這些價值數十萬到數百萬美元的3D打印機的產出？
“負載均衡器”可以充分發揮多激光金屬3D打印機的能力。作為切片處理器軟件開發工具包 (BP SDK) 的一部分，負載均衡器的可配置算法允許用戶調整每個激光的參數，這是其他類似的3D打印負載均衡器軟件所不具備的技術。
BP SDK讓用戶能夠立即上手的解決方案或開發適用于其特定生產需求的切片處理器。這種靈活性對于研發人員、工藝工程師或任何對調整多激光3D打印機以提高效率感興趣的人來說都是非常有吸引力的。
Materialise Software的工程研發經理Michele Pavan表示：“負載均衡器相比傳統多激光系統可提高約25%的生產效率。這意味著不再浪費時間和資源來處理過熱、氣體遮擋光束以及飛濺物落在未掃描的構建平臺區域等問題。”
克服激光分布的困難
Materialise Software的產品經理Brecht Pellens表示：“3D打印行業正在轉向可持續和高效的方向以減少碳排放和能源消耗。公司需要改善盈利能力，同時生產出高性能的零部件，以確保競爭優勢。這種發展的重要部分在于在滿足質量標準的同時，最大化從每個操作中獲得的價值。”
以下幾個案例可以解釋如何克服與激光負載分配相關的問題，最大限度地利用和釋放負載均衡器的多激光機器的全部潛力。
1 通過控制每個激光器來實現最佳負載分配
2 配置霧區以優化氣體流動，提高質量并避免在下風處加工
管理控制質量是復雜的，特別是對于多激光系統來說。激光通常會產生霧和氣體，這些煙霧會朝著設定的氣體流動方向運動。在這些霧區中的煙霧可能會遮擋彼此附近工作的激光，降低它們的效率。通過優化氣體流動并避免下風處加工，可以配置霧區來改善質量。
此外，當激光器在封閉空間中工作時，它們會釋放多余的能量，可能對熔池和零件質量產生不利影響。通過計算每個激光器的霧區，算法可以優化復雜的排序，例如決定首先掃描哪些矢量塊，在遵循優先級的情況下以避免逆風和霧區處理。這有助于保持激光束的質量，防止它們之間的干擾，同時確保能量分布均勻。
如果處理的不恰當，粉床上的松散粉末還會進一步影響打印品的質量。為了避免飛濺、氣體遮擋光束和過熱，負載均衡器可以模擬氣流，確保激光永遠不會掃描到另一個激光束的氣流中。
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