Deposisi Logam Laser (LMD) adalah teknologi canggih yang merevolusi industri manufaktur dan perbaikan. Bayangkan Anda dapat membuat atau memperbaiki komponen logam dengan presisi tinggi, lapis demi lapis, menggunakan laser. Kedengarannya futuristik, bukan? Ya, ini bukan hanya masa depan; ini sedang terjadi sekarang. Mari selami lebih dalam tentang teknologi yang menarik ini.
Gambaran umum tentang Laser Metal Deposition (LMD)
Laser Metal Deposition (LMD), juga dikenal sebagai Direct Metal Deposition (DMD), adalah proses manufaktur aditif yang menggunakan laser berdaya tinggi untuk melelehkan serbuk atau kawat logam saat diendapkan ke substrat. Teknologi ini sangat penting dalam menciptakan geometri yang kompleks, memperbaiki komponen bernilai tinggi, dan menambahkan fitur pada komponen yang sudah ada.
Detail Utama:
- Proses: Sinar laser menciptakan kolam lelehan pada substrat tempat serbuk logam atau kawat diumpankan, membentuk lapisan saat mengeras.
- APLIKASI: Industri kedirgantaraan, otomotif, implan medis, dan alat dan cetakan.
- Bahan: Berbagai logam termasuk titanium, baja tahan karat, kobalt-krom, dan Inconel.
- Kelebihan: Presisi tinggi, limbah minimal, dan kemampuan untuk memperbaiki komponen yang mahal.
Jenis-jenis Serbuk Logam untuk Deposisi Logam Laser
Serbuk Logam Umum yang Digunakan dalam LMD
| Bubuk Logam | Komposisi | Properti | Ciri |
|---|---|---|---|
| Inconel 625 | Nikel-Kromium | Kekuatan tinggi, ketahanan terhadap korosi, dan oksidasi | Kemampuan las yang sangat baik, digunakan di lingkungan yang keras |
| Titanium 6Al-4V | Titanium-Aluminium-Vanadium | Rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi, ketahanan terhadap korosi | Ringan, biokompatibel, digunakan di ruang angkasa |
| Baja Tahan Karat 316L | Besi-Kromium-Nikel | Ketahanan korosi yang tinggi, kemampuan bentuk yang baik | Digunakan dalam implan medis, aplikasi kelautan |
| Kobalt-Krom | Kobalt-Kromium-Molibdenum | Ketahanan aus dan korosi yang tinggi | Digunakan pada implan gigi dan ortopedi |
| Aluminium AlSi10Mg | Aluminium-Silikon-Magnesium | Ringan, sifat termal yang baik | Digunakan dalam otomotif, kedirgantaraan |
| Tembaga | Tembaga Murni | Konduktivitas termal dan kelistrikan yang sangat baik | Digunakan dalam komponen listrik, penukar panas |
| Nikel 718 | Nikel-Kromium-Besi | Kekuatan tinggi, kelelahan yang sangat baik, dan ketahanan mulur | Digunakan dalam turbin gas, kedirgantaraan |
| Baja Perkakas H13 | Besi-Karbon-Kromium | Ketangguhan tinggi, ketahanan aus | Digunakan dalam pembuatan perkakas dan cetakan |
| Menikahi Baja | Besi-Nikel-Kobalt-Molibdenum | Kekuatan tinggi, ketangguhan yang baik | Digunakan di bidang kedirgantaraan, perkakas |
| Perunggu CuSn10 | Tembaga-Timah | Ketahanan aus yang baik, ketahanan korosi | Digunakan dalam aplikasi artistik, bantalan mesin |
Deskripsi Detail
- Inconel 625: Superalloy berbasis nikel-kromium ini dikenal dengan sifat kelelahan dan kelelahan termal yang sangat baik, oksidasi, dan ketahanan terhadap korosi. Biasanya digunakan dalam aplikasi kedirgantaraan dan kelautan karena ketangguhannya dalam lingkungan yang ekstrem.
- Titanium 6Al-4V: Dengan komposisi titanium, aluminium, dan vanadium, paduan ini menawarkan rasio kekuatan-terhadap-berat yang unggul dan ketahanan terhadap korosi, menjadikannya bahan pokok dalam industri kedirgantaraan dan implan medis.
- Baja Tahan Karat 316L: Paduan besi-kromium-nikel ini disukai karena ketahanan terhadap korosi dan kemampuan bentuknya yang baik, sehingga ideal untuk aplikasi kelautan dan medis yang memerlukan daya tahan yang sangat penting.
- Kobalt-Krom: Dikenal dengan ketahanan aus dan korosinya yang tinggi, kobalt-krom banyak digunakan pada implan gigi dan ortopedi karena biokompatibilitas dan kekuatannya.
- Aluminium AlSi10Mg: Paduan ringan ini menawarkan sifat termal yang baik dan digunakan di sektor otomotif dan kedirgantaraan, di mana pengurangan bobot tanpa mengorbankan kekuatan sangat penting.
- Tembaga: Tembaga murni digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan konduktivitas termal dan listrik yang sangat baik, seperti komponen listrik dan penukar panas.
- Nikel 718: Dengan kekuatan dan ketahanannya yang luar biasa terhadap kelelahan dan creep, paduan nikel-kromium-besi ini umumnya digunakan dalam turbin gas dan aplikasi ruang angkasa.
- Baja Perkakas H13: Terkenal dengan ketangguhan dan ketahanan ausnya yang tinggi, baja perkakas H13 merupakan material yang tepat untuk perkakas dan pembuatan cetakan.
- Menikahi Baja: Paduan berkekuatan tinggi dan tangguh ini digunakan dalam industri kedirgantaraan dan perkakas. Komposisinya meliputi besi, nikel, kobalt, dan molibdenum.
- Perunggu CuSn10: Dikenal karena ketahanan aus dan korosinya, paduan tembaga-timah ini digunakan dalam aplikasi artistik dan bantalan mesin.
Komposisi dari Deposisi Logam Laser (LMD)
Komposisi bahan yang digunakan dalam LMD sangat penting untuk mencapai properti yang diinginkan dalam produk jadi. Berikut ini adalah penjelasannya secara rinci:
Komposisi Serbuk Logam LMD Umum
| Bubuk Logam | Elemen Utama | Elemen Tambahan | Penggunaan Khas |
|---|---|---|---|
| Inconel 625 | Nikel, Kromium | Molibdenum, Niobium | Kedirgantaraan, kelautan, pengolahan kimia |
| Titanium 6Al-4V | Titanium, Aluminium | Vanadium | Kedirgantaraan, implan medis |
| Baja Tahan Karat 316L | Besi, Kromium | Nikel, Molibdenum | Perangkat medis, aplikasi kelautan |
| Kobalt-Krom | Kobalt, Kromium | Molybdenum | Implan gigi dan ortopedi |
| Aluminium AlSi10Mg | Aluminium, Silikon | Magnesium | Otomotif, kedirgantaraan |
| Tembaga | Tembaga | Oksigen | Komponen listrik, penukar panas |
| Nikel 718 | Nikel, Kromium | Besi, Molibdenum, Niobium | Turbin gas, kedirgantaraan |
| Baja Perkakas H13 | Besi, Karbon | Kromium, Molibdenum | Perkakas, pembuatan cetakan |
| Menikahi Baja | Besi, Nikel | Kobalt, Molibdenum | Kedirgantaraan, perkakas |
| Perunggu CuSn10 | Tembaga, Timah | Seng | Aplikasi artistik, bantalan mesin |
Sifat dan Karakteristik Deposisi Logam Laser (LMD)
Properti Utama
- Presisi: LMD memungkinkan kontrol yang tepat atas proses pengendapan, sehingga menghasilkan akurasi yang tinggi dalam membangun atau memperbaiki komponen.
- Efisiensi Material: Limbah yang dihasilkan minimal karena prosesnya hanya menggunakan jumlah material yang diperlukan.
- Keserbagunaan: Berbagai macam logam dapat digunakan, termasuk superalloy dan bahan yang biokompatibel.
- Kekuatan Mekanis: Komponen yang diproduksi menggunakan LMD sering kali memiliki sifat mekanis yang sesuai atau melebihi komponen yang diproduksi secara tradisional.
Karakteristik Detail
| Property | Deskripsi |
|---|---|
| Akurasi Dimensi | Presisi tinggi dalam menciptakan geometri yang kompleks |
| Permukaan akhir | Dapat bervariasi dari yang halus hingga yang kasar, tergantung pada parameter dan pasca-pemrosesan |
| Struktur mikro | Biasanya berbutir halus karena pemadatan yang cepat |
| Kepadatan | Kepadatan yang mendekati penuh dapat dicapai dengan parameter yang optimal |
| Porositas | Porositas rendah dapat dicapai, sangat penting untuk sifat mekanik |
| Kekuatan Ikatan | Ikatan metalurgi yang kuat antara lapisan dan substrat |
| Tahanan terhadap korosi | Tergantung pada bahan; tinggi untuk paduan seperti baja tahan karat dan Inconel |
| Ciri-ciri Termal | Konduktivitas termal yang baik untuk logam seperti tembaga; penting untuk penukar panas |
Aplikasi dari Deposisi Logam Laser (LMD)
Teknologi LMD serbaguna dan dapat digunakan di berbagai industri karena kemampuannya untuk memproduksi suku cadang berkualitas tinggi dan kompleks serta memperbaiki komponen yang mahal.
Aplikasi Industri
| Industri | APLIKASI |
|---|---|
| Aeroangkasa | Komponen mesin, bagian struktural, perbaikan bilah turbin |
| Otomotif | Komponen ringan, prototipe, perbaikan alat |
| Perubatan | Implan khusus, restorasi gigi, perangkat ortopedi |
| Perkakas dan Cetakan | Perbaikan cetakan dan cetakan, pembuatan alat potong |
| Tenaga | Perbaikan turbin, penukar panas, komponen reaktor nuklir |
| Pertahanan | Komponen senjata, perbaikan dan pemeliharaan suku cadang penting |
Kasus Penggunaan
- Aeroangkasa: Kemampuan untuk memperbaiki dan membuat komponen mesin yang kompleks membuat LMD sangat berharga. Sebagai contoh, bilah turbin, yang beroperasi dalam kondisi ekstrem, dapat diperbaiki dengan waktu henti yang minimal.
- Otomotif: LMD digunakan untuk memproduksi komponen ringan dan berkekuatan tinggi yang meningkatkan efisiensi bahan bakar dan performa. LMD juga sangat baik untuk membuat prototipe dan memperbaiki alat.
- Perubatan: Implan dan restorasi gigi dibuat dengan presisi, memastikan biokompatibilitas dan solusi yang sesuai dengan kebutuhan pasien.
- Perkakas dan Cetakan: Perbaikan cetakan dan cetakan menggunakan LMD memperpanjang masa pakainya dan mengurangi biaya produksi. Alat potong presisi tinggi juga diproduksi dengan menggunakan teknologi ini.
Spesifikasi, Ukuran, Kelas, dan Standar
Spesifikasi dan Standar untuk Serbuk Logam LMD
| Bubuk Logam | Spesifikasi | Ukuran (µm) | Nilai | Standar |
|---|---|---|---|---|
| Inconel 625 | ASTM B443, AMS 5599 | 15-45, 45-106 | UNS N06625 | ASTM, AMS, ISO |
| Titanium 6Al-4V | ASTM F1472, AMS 4928 | 15-45, 45-106 | Kelas 5 | ASTM, AMS, ISO |
| Baja Tahan Karat 316L | ASTM A240, AMS 5507 | 15-45, 45-106 | UNS S31603 | ASTM, AMS, ISO |
| Kobalt-Krom | ASTM F75, ISO 5832-4 | 15-45, 45-106 | Paduan CoCrMo | ASTM, ISO |
| Aluminium AlSi10Mg | ASTM B209 | 15-45, 45-106 | AlSi10Mg | ASTM, ISO |
| Tembaga | ASTM B152 | 15-45, 45-106 | C11000 | ASTM, ISO |
| Nikel 718 | ASTM B637, AMS 5663 | 15-45, 45-106 | UNS N07718 | ASTM, AMS, ISO |
| Baja Perkakas H13 | ASTM A681, DIN 1.2344 | 15-45, 45-106 | H13 | ASTM, DIN |
| Menikahi Baja | ASTM A538 | 15-45, 45-106 | 18Ni (300) | ASTM, ISO |
| Perunggu CuSn10 | ASTM B505 | 15-45, 45-106 | UNS C90500 | ASTM, ISO |
Pemasok dan Rincian Harga
| Pemasok | Bubuk Logam | Harga (per kg) | Lokasi | Kontak |
|---|---|---|---|---|
| Höganäs | Inconel 625, Titanium 6Al-4V, Baja Tahan Karat 316L | $200 – $400 | Swedia | www.hoganas.com |
| Teknologi LPW | Inconel 625, Nikel 718, Baja Maraging | $250 – $450 | Inggris | www.lpwtechnology.com |
| Teknologi Tukang Kayu | Baja Perkakas H13, Baja Tahan Karat 316L | $220 – $380 | Amerika Serikat | www.carpentertechnology.com |
| EOS GmbH | Kobalt-Krom, Aluminium AlSi10Mg | $300 – $500 | Jerman | www.eos.info |
| AP&C | Titanium 6Al-4V, Inconel 625 | $270 – $460 | Kanada | www.advancedpowders.com |
| Oerlikon Metco | Kobalt-Krom, Nikel 718 | $280 – $470 | Swiss | www.oerlikon.com/metco |
| Sandvik | Baja Tahan Karat 316L, Baja Perkakas H13 | $240 – $420 | Swedia | www.materials.sandvik |
| Renishaw | Baja Perkawinan, Aluminium AlSi10Mg | $260 – $440 | Inggris | www.renishaw.com |
| Arcam AB | Titanium 6Al-4V, Kobalt-Krom | $280 – $460 | Swedia | www.arcam.com |
| GKN Hoeganaes | Inconel 625, Baja Tahan Karat 316L | $230 – $410 | Amerika Serikat | www.gknpm.com |
Perbandingan Keuntungan dan Keterbatasan
Keuntungan dan Keterbatasan Serbuk Logam LMD
| Bubuk Logam | Kelebihan | Batasan |
|---|---|---|
| Inconel 625 | Ketahanan korosi dan oksidasi yang sangat baik, kekuatan tinggi | Mahal, sulit untuk dikerjakan dengan mesin |
| Titanium 6Al-4V | Rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi, biokompatibel | Biaya tinggi, menantang untuk dikerjakan |
| Baja Tahan Karat 316L | Ketahanan korosi yang tinggi, kemampuan bentuk yang baik | Kekuatan yang lebih rendah dibandingkan dengan beberapa paduan lainnya |
| Kobalt-Krom | Ketahanan aus dan korosi yang tinggi, biokompatibel | Rapuh, mahal |
| Aluminium AlSi10Mg | Ringan, sifat termal yang baik | Kekuatan yang lebih rendah dibandingkan dengan paduan baja |
| Tembaga | Konduktivitas termal dan kelistrikan yang sangat baik | Biaya tinggi, rentan terhadap oksidasi |
| Nikel 718 | Kekuatan tinggi, ketahanan lelah dan mulur yang sangat baik | Mahal, sulit untuk dikerjakan dengan mesin |
| Baja Perkakas H13 | Ketangguhan dan ketahanan aus yang tinggi | Membutuhkan perlakuan panas, mahal |
| Menikahi Baja | Kekuatan tinggi, ketangguhan yang baik | Mahal, membutuhkan perawatan penuaan |
| Perunggu CuSn10 | Ketahanan aus yang baik, ketahanan korosi | Kekuatan yang lebih rendah dibandingkan dengan baja, rentan terhadap de-zincifikasi |
Parameter dan Ambang Batas
| Parameter | Ambang Batas / Rentang | Deskripsi |
|---|---|---|
| Daya Laser | 200 - 1000 W | Menentukan masukan energi untuk melelehkan bubuk |
| Kecepatan Pindai | 200 - 1000 mm/s | Mempengaruhi laju pengendapan dan kualitas lapisan |
| Tingkat Umpan Bubuk | 1 - 10 g/menit | Mengontrol jumlah bubuk yang dikirim ke kolam lelehan |
| Ketebalan lapisan | 20 - 100 µm | Mempengaruhi resolusi dan hasil akhir permukaan komponen |
| Gas Pelindung | Argon, Nitrogen | Melindungi kolam lelehan dari oksidasi |
| Suhu Substrat | Suhu ruangan hingga 200°C | Dapat mempengaruhi kualitas ikatan dan tegangan sisa |
| Jarak Tetasan | 0,1 - 0,5 mm | Jarak antara trek laser yang berdekatan |
| Persentase Tumpang Tindih | 50 – 90% | Memastikan cakupan dan ikatan yang lengkap di antara lapisan |
| Tingkat Pendinginan | 10 ^ 2 - 10 ^ 6 ° C / s | Mempengaruhi struktur mikro dan sifat mekanik |
FAQ
| Pertanyaan | Jawaban |
|---|---|
| Apa yang dimaksud dengan Laser Metal Deposition (LMD)? | LMD adalah proses manufaktur aditif yang menggunakan laser untuk melelehkan serbuk logam atau kawat saat diendapkan ke substrat. |
| Bahan apa saja yang dapat digunakan dalam LMD? | Berbagai logam termasuk Inconel, paduan titanium, baja tahan karat, kobalt-krom, aluminium, tembaga, dan banyak lagi. |
| Industri apa saja yang menggunakan LMD? | Industri kedirgantaraan, otomotif, medis, perkakas dan cetakan, energi, dan pertahanan. |
| Apa saja keuntungan dari LMD? | Presisi tinggi, limbah minimal, kemampuan untuk memperbaiki komponen yang mahal, dan keserbagunaan bahan. |
| Bagaimana LMD dibandingkan dengan manufaktur tradisional? | LMD menawarkan presisi yang lebih tinggi, mengurangi limbah, dan kemampuan untuk membuat geometri yang kompleks dibandingkan dengan metode tradisional. |
| Apa saja keterbatasan LMD? | Biaya awal yang tinggi, tingkat pembangunan yang lebih lambat dibandingkan dengan beberapa metode tradisional, dan dibatasi oleh ukuran area pembangunan. |
| Berapa ketebalan lapisan tipikal dalam LMD? | Ketebalan lapisan tipikal berkisar antara 20 hingga 100 mikrometer. |
| Dapatkah LMD digunakan untuk memperbaiki suku cadang? | Ya, LMD sangat efektif untuk memperbaiki komponen bernilai tinggi, memperpanjang masa pakai dan mengurangi biaya. |
| Apa saja parameter utama dalam proses LMD? | Parameter utama meliputi daya laser, kecepatan pemindaian, laju pengumpanan serbuk, ketebalan lapisan, dan gas pelindung. |
| Bagaimana kualitas komponen LMD dipastikan? | Kualitas dipastikan melalui kontrol yang tepat terhadap parameter proses, pemilihan material yang tepat, dan teknik pasca-pemrosesan. |
Tentang LOGAM 3DP
Kategori Produk
HUBUNGI KAMI
Ada pertanyaan? Kirim pesan sekarang! Setelah menerima pesan Anda, kami akan memproses permintaan Anda bersama seluruh tim.