Optomec:
         可用于批量生产的三维打印制造设备

Optomec

Optomec 公司在不断地发展增材制造技术的过程中将三维打印的工艺应用推向新的工业制造领域。批量生产型三维 (3D) 打印设备适用于加工制造种类广泛的功能材料(包括从结构金属到电子工业所用的导电、介电材料以及生物医学材料)。可灵活调整的设备系统既能用于构建原型的打印制造又能用于加工或修复高值金属组件和过时部件。

Optomec 的优势

具有突破性功能的3D 打印技术

  • 通过减少流程步骤和材料浪费从而降低生产成本
  • 可伸缩扩展并适用于批量生产的开放式系统架构
  • 可促进更小、更轻、更优化的物联网 (IoT)智能、连接产品的研发和制作

开放式解决方案体系

  • 提供全方位使用模式的技术服务, 从原型设计到维修、组件替换直到全面生产
  • 可融入集成到传统的生产工艺和机械装置
  • 用户可直接向不同的供应厂家选购市售打印材料从而降低成本并建立适合自己的打印材料供应链

用于提高附加功能价值的增材制造

  • 生产制作高性能、高可靠性的材料结构
  • 提高了设计和制造工艺的灵活性
  • 有效地降低了对环境的影响

两种具有独特技术性能的核心产品系列

用于打印制造3D电子部件的Aerosol Jet®系列

Aerosol Jet (气雾喷射) 打印机可以用来在任意形状的各种基底上增材制作精细的电子部件、3D结构和生物材料的站点特定放置, 促进了许多应用领域(例如航空航天、国防、电子消费品、佩戴式设备和物联网(IoT) 中所用的3D 适形传感器和天线等) 的制造工艺技术发展。

用于打印制造3D金属部件的LENS® 系列

LENS(激光熔融风喷金属粉末成形) 3D 金属打印机可用于在整个产品生命周期中对金属组件进行成本有效地修复、加工和增材制造高性能材料(如钛合金、不锈钢、超合金等)。

Aerosol Jet气雾喷射打印技术

Optomec的气雾喷射打印技术能够有效地制作3D打印的电子产品。它属于一种增材制造工艺技术(也称为3D打印或直接写印), 可将各种商购的市售导电、绝缘或半导体材料以及生物医学墨液准确地打印放置到各种2D或3D塑料、陶瓷、金属承印基底上。在这种增材制作的工艺流程,3D打印的电子或其他产品是由容易修改的计算机设计软件直接控制的逐点逐层材料堆积而形成的,无需制作光电平版印刷的掩码模板。

01 有关气雾喷射技术在3D打印电子产品中的应用优势


气雾喷射的独特技术性能使得在各种形状的2D或3D基底上打印互连线路简单易行。例如,通常的多层互连电路可变为在2D基底上电路的交叉处增加一层打印的电介质材料,于是多层电路板的设计结构就能够在单一图层上制作出来。这是因为气雾喷射打印系统可以装置多种材料输入和交换的设备,它甚至允许在工艺过程中进行多种墨液的混合打印。

另外,气雾喷射系统还可以保形地在3D基底面上打印互联电路,并且不需要电线绑定的工序。这样的独特技术性能可用于打印连接3D堆叠裸片或LED芯片的电路制作。

02 气雾喷射3D打印电子产品的设备平台系列及其应用


♦    AEROSOL JET 200 用于可行性实验的简化入门级打印机
♦    AEROSOL JET 300 用于快速产品原型开发的打印机
♦    AEROSOL JET 5轴移转三维打印系统
♦    AEROSOL JET 批量生产打印设备 
♦    气雾喷射打印的天线
♦    在国防及航空航天工业中的应用
♦    在半导体封装中的应用
♦    在产品、技术研发中的应用

03 与众不同的气雾喷射打印技术


可用于制造的电子产品的传统方法及新兴技术有许多。这些方法通常是从现有的艺术图形印刷工艺调整而来的, 也有专门为打印的电子产品新研发的技术。总的来说,许多在 2D平面上的打印工作是可以由许多传统的制造方法来完成的,但更小、更薄、要求巧妙连接的智能部件(例如那些在消费类电子产品、航空航天、医疗和物联网中使用的部件)的有效制作就需要新研发的 3D 打印方法了。

04 气雾喷射打印技术在制作3D电子产品应用中的主要优越性


♦   计算机数控直接打印 — 无需掩码或模板
♦   不需要电镀或蚀刻工序
♦   图案尺寸从 10 微米至数毫米
♦   可打印互连电路和有源/或无源组件
♦   能够打印生物材料
♦   可打印薄至100 纳米的功能材料涂层
♦   可打印各种市售功能材料
♦   能在塑料、陶瓷、金属等承印基底上进行打印
♦   能在凸凹不平的3D基底上进行保形打印
♦   可调整扩展以满足批量生产的要求

LENS激光熔融风喷金属粉末成形技术

激光熔融风喷金属粉末成形(LENS)系统是使用大功率激光将金属粉末致密地熔融到三维基底结构上的。这个系列的 3D 打印机是使用计算机辅助设计 (CAD) 文件所提供的几何形状数据来自动驱动和控制金属材料的逐点逐层熔融堆积过程的。它所配备的附加的软件和闭环控制系统能够确保堆积材料的几何完整性和机械可靠性。

LENS的工艺过程是在充满氩气的密封工作腔内进行的。这样, 工作腔内的氧气和水份含量可以保持低于 10 ppm, 以确保部件的清净和防止材料的氧化。 金属粉末原料是由Optomec 专有的、可精确调控流量的粉末输运系统传送到喷头处。当完成了一个单层材料的熔融堆积之后, 粉末喷头就会继续移动到下一层。这样, 整个固体部件就可以逐层地被构造出来。对熔融堆积完成后的部件还可以进行加热处理、热等压压制或任何特定的机械修整。

利用大功率激光、工艺参数控制和对整个工作环境的控制使得我们的LENS技术能够有效地加工多种像钛、不锈钢、铬镍铁合金®那样的高性能金属材料,并能满足特殊应用中所需的关键质量要求。有了LENS这样的增材处理功能, 各种需要高度控制的金属加工便成为可行的了。

LENS技术既可以作为已建即用功能系统配置来使用,也可以作为模块化的打印装置融入集成到现有的或新组建的 CNC 机床系统中。于是,LENS金属增材打印设备就可以与传统的机械加工在同一平台系统中工作,以利用现有的资本资产让您的机械师使用熟悉的用户界面来操纵添加的增材打印功能。

01 LENS 3D 增材打印机及其应用


我们Optomec 的3D 金属打印设备可以用于在产品的整个生命周期中进行材料的研发、功能性原型的设计、增材与切削的混合式加工制造、表面涂层、返工和修补。

♦   修补损伤的部件
♦   返工和对半成品的加工
♦   快速原型制作
♦   表面涂层
♦   混合式加工制造
♦   材料的研发
♦   LENS 450用于可行性实验的简化入门级小尺度打印机
♦   LENS M$-7用于中尺度快速产品原型开发的打印机
♦   LENS 850-R大尺度打印生产的设备
♦   可融入集成到CNC 机床系统中的LENS系列
♦   可融入集成到其他各种生产加工系统中的模块化LENS打印机

02 LENS 在打印制作3D 金属部件中的主要优越性


丰富的经验 —二十多年为工业应用提供LENS金属增材打印技术和设备
灵活性—我们的LENS金属增材打印技术可适用于整个产品的生命周期中的各种加工制造
经济实惠—可将LENS技术融入集成到低成本立式铣床上
独特的功能—可将不同材料打印成单一样品并使其产生成分比例渐变
高质量—闭环控制工艺参数以确保每个产品都符合同样的质量要求
精确性 —高度聚焦的局部加工过程, 以减小加热和受热区域
混合型—在现有组件上添加新的功能或进行修复

03 修补损伤的部件


对高价值金属组件进行损伤修补是很大限度地提高其使用寿命、降低设备运行成本并有助于维持其常备就绪的一个至关重要的环节。采用在磨损或损坏的区域局部添加材料的修复方法使得您能够通过特殊的工艺参数控制而获得出色的材料性能。 LENS部件修补工艺是具有高度针对性、精确地以尽量小的受热区域将添加的材料熔融放置到磨损或损坏的位置, 使其能够修复那些燃气涡轮发动机中常见的最敏感的薄壁组件。经LENS增材修补的组件材料机械性能通常是等同于甚至优于锻造的材料。 LENS系统可在现有组件上进行增材修补的能力使它成为在设备维修和组件损伤修补中非常重要的有效工具。

为了能够修补国防和航空航天组件,  LENS打印制作工艺是经过了严格流程参数优化的。 目前它正在很多地区的检修服务设施中被广泛用于金属部件维修和组件损伤修补。

03 快速产品原型的打印制作


金属产品原型组件可以用 LENS打印机直接从计算机上的CAD 模型快速地制作出来。LENS打印机可以制作很大尺度的金属部件,而且它的打印速度通常能比其他的金属增材制造方法快 10倍以上。 新的设计概念可以通过CAD 原型模型的修改调整而得到快速评估, 以缩短从研发设计到首批产品生产的时间。

04 金属材料的研发


LENS打印系统可使材料研究人员迅速地试制出具有卓越性能的新颖金属材料。如果使用传统的金属处理设备,研究人员通常需要耗费大量的时间进行材料研发, 因为他们只能对每一种材料样本进行单一材料的化学评估。使用LENS打印系统, 研究人员可以将多种金属材料以成分渐变的形式结合为单一样本, 于是能够用一种样本就测量出冷却率、材料成分比例与微组织结构、机械性能的相关关系。

05 混合式加工制造


混合式金属加工制造方法为工业制造商们提供了巨大工艺流程改进的前景。

混合式加工制造方法这一术语是用来描述结合金属增材制造(AM)技术和传统的切削技术, 从而使每一道工序能够在同一台机器上对同一部件进行加工。这种混合式加工制造方法可以降低采用金属增材制造新技术的风险与成本, 并为工业制造商们提供了一种更务实的、渐进的工艺流程改进途径。

Optomec 已经将其金属增材制造技术设计成模块化的LENS打印装置,可与其他金属加工制造的工作平台(如数控铣床、机床、机器人或特制构架)组成混合式的生产加工系统。例如, 当LENS打印装置被融入集成到 CNC 立式铣床后,就可以在一台机器构架上对同一金属部件进行局部堆积材料和切削之类的增材、减材加工制造或修复。

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