8つのレーザー、1立方メートルの造形容積、永年レーザー金属3DプリンターYLM-1000-Bが国際先進レベルに到達

はじめに: 2017 年、Yongnian Laser は、ロケット、ミサイルエンジン、航空機エンジンの積層造形には、大型の粉末床レーザー選択溶融 (SLM) 装置が必要であることを認識しました。現在、海外メーカーは航空、宇宙、新エネルギー軽量自動車の分野で中小型部品の積層造形をより大規模、大型の用途へと移行しています。航空宇宙分野の大型構造部品は、通常、単品または小ロットで製造されており、特殊な金型の開発には非常に時間がかかり、コストもかかります。積層造形は、製造工程が短く、部品の複雑さに左右されない層ごとの積層造形法を採用しており、複雑で大型の構造部品の迅速な製造を実現できます。これは、航空宇宙製造分野で広く認知され、応用されている高度なデジタル駆動型製造モデルです。大規模な選択的レーザー溶融（SLM）装置の製造を出発点として、複雑な航空宇宙構造部品の加工が困難または不可能であるという問題を解決できる製造技術アプローチの研究開発は、高度な製造技術の重要な発展方向と最先端のホットトピックとなっています。

この技術は、国家の「千人計画」と清華大学のヤン・ヨンニアン教授とそのチームによる40年以上にわたる3Dプリント技術の科学研究成果に由来しています。ヨンニアンレーザーは、独自の独創的なイノベーションと「産学研応用」のコラボレーションイノベーションを組み合わせることを堅持し、成形サイズφ1000×800mmの金属粉末ベッド4レーザー選択溶融3Dプリント設備の開発に成功しました。また、江蘇省「専門化、精密化、新化」製品認証と江蘇省機械産業科学技術進歩一等賞も獲得しました。

YLM-1000の開発成功に基づき、永年レーザーは2021年1月に航空宇宙分野の大型で複雑な部品向けのマルチレーザー粉末床積層製造装置（YLM-1000-B）という新製品開発プロジェクトを開始しました。同社は、新型コロナウイルス感染症のパンデミックを含む数々の困難を乗り越え、2年を経てついにYLM-1000-Bの革新的な研究開発を完了した。マルチレーザー分割フルカバレッジ冗長スキャン技術により、1000mm×1000mm×1000mmのスペースで部品の効率的かつ信頼性の高い成形が保証され、航空、航空宇宙、ガスタービン、新エネルギー車両、医療機器、金型などの大型で複雑な機能構造部品の製造ニーズを満たすことができます。

2023年4月15日、江蘇省機械工業協会は専門家を組織し、江蘇省永年レーザー成形技術有限公司が完成した「航空宇宙分野の大型で複雑な部品向けマルチレーザー粉末床積層製造装置（YLM-1000-B）」の新製品および科学技術成果の評価を実施しました。

審査委員会はプロジェクトチームを代表して、ヤン・ヨンニアン教授から「大型複合部品用マルチレーザー粉末床積層製造装置（YLM-1000-B）」の研究開発状況、試作概要、技術作業概要に関する報告を聴取し、審査資料を慎重に検討し、現場を視察し、関連する技術質問をした。専門委員会による審査の結果、プロジェクトが提供した審査資料は完備かつ標準化されており、審査要求を満たし、技術は国内トップクラス、国際先進レベルにあると評価されました。

大型・高精度マルチレーザー冗長スキャン成形技術

YLM-1000-Bは、成形サイズが最大1000mmX1000mmX1000mm、成形部品容積が最大1.0m3の超大型SLM成形装置です。高精度の8レーザー冗長スキャンを採用しており、各サブエリアには複数のレーザービームがあり、エリア全体をカバーし、パーティションを接合します。一般的なマルチレーザーパーティションスキャンでは、各パーティションには1つのレーザービームスキャンしかありません。レーザーシステムに障害が発生すると、印刷が失敗します。この技術は、レーザーのパワーをリアルタイムで検出し、すぐに別のレーザーシステムにそれを補うよう指示することで、印刷の持続性と成功を保証します。マルチレーザー冗長スキャン成形技術は、成形速度が速く、精度が高く、信頼性と安定性に優れているという利点があります。

成形ワークピースの現場でのピックアップ、安全で健康的な除去

安全で健康的なピックアップをどのように実現するかは、大規模な積層造形における課題の 1 つです。 YLM-1000-B 装置は、インサイチュピックアップシステムを採用して設計されており、成形が完了した後、ワークピースと成形ピストンは所定の位置に留まり、粉末を洗浄してワークピースを安全にフォークすることができます。インサイチュピックアップシステムの重要な利点は、成形プロセスが完了した後、成形されたワークピースが成形ボックスから出ないこと、および粉末洗浄プロセスが完全に密閉され酸素のない状態で完了することを保証することです。プロセス全体が安全で無公害であり、まさに「人体と粉末の隔離」を実現します。

大規模走査場と風速場の最適化設計

新しく最適化されたスキャンフィールドと風速フィールドの使用により、印刷されたワークピースの機械的特性、印刷効率、密度が大幅に向上します。

不活性ガス完全保護、全自動粉末循環装置

YLM-1000-B 設備には、不活性ガスを完全に防ぐ永久濾過システムと全自動循環粉末装置が装備されており、粉末供給、粉末洗浄、粉末ふるい分けの閉ループ処理を実現します。同時に、循環粉末装置の粉末供給装置は粉末を定量的に供給し、粉末輸送状況を検出することができ、プロセス全体を通じて汚染なくいつでも検出できます。

インテリジェントデジタル処理制御ソフトウェア

独自に開発したインテリジェントデータ処理ソフトウェアSlice Master（V2.0バージョン）は、YN-FPA（YN-Flash point analysis）アルゴリズムとYN-CTScanプロセス分析最適化処理により、計算、保存、分析などの効率的でリアルタイム、安全、自律的なデータ処理を実現します。また、独自の接合原理と方法を備えた独自開発のインテリジェント制御ソフトウェアYN Buildを搭載しており、複数のレーザービームを接合して高い接合精度で連携することができます。

8つのレーザー、1立方メートルの造形容積、永年レーザー金属3DプリンターYLM-1000-Bが国際先進レベルに到達

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