Filatech産業用レーザー3Dダイナミックフォーカスシステム、国内3Dプリントコアコンポーネント

南極熊紹介： 「2021年、3Dプリント企業50社の年間売上高が1億元を超え、全国合計は200億元を超える」という記事が掲載された後、大きな反響を呼びました。中国の3Dプリンティングは、消費者、光硬化、金属などの分野で絶えず発展し、急速に成長しています。しかし、この産業チェーンには弱い部分もあり、特に一般的に輸入に依存している一部の中核部品では、簡単に「窒息」してしまう可能性があります。そこで、Nanjixiongは「国産3Dプリントコア部品」という特集記事を立ち上げ、グローバル3Dプリント製品ライブラリhttps://product.nanjixiong.com/にまとめ、国産コア部品の普及に貢献し、産業応用の力で技術進歩を逆に促進したいと願っています。

この記事では、産業用レーザー 3D プリンターで使用されるダイナミックフォーカスシステムについて説明します。ダイナミックフォーカスシステムの原理は、レーザー出力ビームを動的にコリメートおよび拡張し、焦点距離を調整して、XY ガルバノメーターの協調制御下でビームを 3 次元空間座標点に正確に焦点を合わせることです。これにより、リアルタイム3次元ダイナミックフォーカスのレーザー加工特性を実現します。

完全なダイナミックフォーカスシステムには、ダイナミックフォーカスガルバノメータ、ソフトウェア制御、および連携センサーが含まれます。これは、クローズドループ処理テクノロジを実装できるインテリジェントワークステーションです。 SLSやSLMなどの選択的積層製造装置の応用プロセスでは、シングルヘッド装置の処理サイズと効率を高めるために、ダイナミックフォーカスシステムが大量に導入されています。
△Firetechの製品蘇州Firetechレーザーテクノロジー株式会社は、産業用レーザー3Dダイナミックフォーカスシステムのリーダーとして、中国で最も早くダイナミックフォーカスシステムを独自に開発、製造、販売した企業の1つです。同社は2014年に設立され、「江蘇省ダブルイノベーション企業」、「江蘇省民間テクノロジー企業」、「国家ハイテク企業」として相次いで評価されています。南京理工大学の「企業大学院ワークステーション」と北京理工大学の「インテリジェントフォトニクス研究センター」という2つの学校と企業の協力プラットフォームを設立し、運営しました。科学技術部の重点研究開発プロジェクト「深宇宙探査衛星向け超精密溶接装置」など、国家、省、市の科学技術プロジェクトから支援を受けています。

フィルテックは、ダイナミックフォーカスミラー、光学設計、ソフトウェア制御開発を統合した国産ダイナミックフォーカスシステム開発会社です。当社は長年にわたりダイナミックフォーカスシステムのアプリケーションプロセスの革新に取り組んでおり、世界中の産業用レーザーユーザーに完全にクローズドループのプロセスを実現できるプロセスソリューションを提供しています。

選択領域積層造形における SLS および SLM 向け Filtech のダイナミックフォーカスシステムソリューション:

△ C30システム構成に基づくSLSソリューション用100W RFレーザー

△ F15システム構成に基づき、500W（1000W）ファイバーレーザーをSLSおよびSLMソリューションに使用します。Filatechが発売したダイナミックフォーカスシステムC30およびF15には、ダイナミックフォーカスガルバノメーター、コントロールカード、再開発可能な大判ダイナミックフォーカスコントロールソフトウェアという標準構成があります。 C++ および C# ベースの基本開発ライブラリを提供し、システムインテグレーターが材料処理技術に基づいてスライスおよびネスティングプロセス制御システムを独自に開発できるようにします。

△FR15-F（F15）をベースとしたダイナミックフォーカスシステム
材料技術の更新とアプリケーションの普及に伴い、SLSとSLM市場は規模が急速に発展し、爆発的な成長の機会に直面しています。産業構造は基本的に形成されており、工業グレードの積層造形が主流の方向になりつつあります。処理効率の向上も世界中の大手メーカーが追求する目標となっています。

プリントヘッドの数を増やすことは、間違いなく最も直接的で効果的な方法です。現在、SLM ソリューションを含む多くの企業が、最大 12 個のレーザーを搭載した 3D プリント装置を発売しています。ダイナミックフォーカスシステムに基づくマルチヘッド 3D プリント装置は、現在、デュアルレーザーおよびクアッドレーザーを使用するものが一般的です。

Filtech の CO2 レーザーベースのデュアルヘッドパラレル SLS 印刷システムソリューションには、2 つのミラー C30 ダイナミックフォーカスシステム、2 つの 150W CO2 レーザー、2 セットのボード、および 1 セットのデュアルヘッド制御ソフトウェアが含まれています。

△CO2レーザー用ミラーアレイデュアルダイナミックフォーカスシステムSLSアプリケーションソリューション △ファイバーレーザー用アレイ複製デュアルダイナミックフォーカスSLMアプリケーションソリューション △ファイバーレーザーに基づく4ヘッドセルフキャリブレーションダイナミックフォーカスソリューションさらに、より大きな処理フォーマットとマルチヘッドスプライシングソリューションの広範な適用により、3Dプリントヘッドのサイズ補正の問題がますます顕著になっています。通常、作業者は、マルチガルバノメーターレーザー機器一式の寸法調整に約 2 週間、あるいはそれ以上の時間を費やす必要があります。

産業用レーザー 3D ダイナミックフォーカスシステムのリーダーとして、Filtech はマルチヘッドガルバノメータ処理技術の向上を推進することに尽力してきました。ガルバノメータ処理精度を継続的に向上させながら、大規模およびマルチヘッドガルバノメータアプリケーションの寸法校正の問題に対処するために、「全自動 CCD 校正プラットフォーム」を開発しました。

△900X900フォーマットの全自動CCDキャリブレーションプラットフォーム「全自動CCDキャリブレーションプラットフォーム」により、900*900mmの処理フォーマットで複数のガルバノメータのサイズキャリブレーションを完了するのに10分以上しかかからず、単一のガルバノメータのキャリブレーション精度は0.01mm以内、複数のガルバノメータの調整精度は0.02mm以内となり、システムインテグレータがパフォーマンスを確保しながら迅速な納品を実現するのに役立ちます。

さらに、高精度バイオセラミック3Dプリントにおいて、科学者らは、100X100テレセントリック走査視野レンズを搭載したPhiratech E15-Uに基づくポストフォーカスダイナミックフォーカスシステムの使用を試みており、光路がテレセントリック視野レンズを通して材料表面に垂直に入射することを確保し、ダイナミックフォーカスを使用して、走査視野レンズの端にある最長光路スポットに基づいてフォーマット全体の光スポットサイズを動的に調整し、生物学的プリントの一貫性の問題を効果的に解決しています。この方式は国立の工学研究所で十分に検証されています。

このソリューションを適用する特徴は次のとおりです。

1. 光路はワークピースの表面に対して垂直であり、スポット形状は一定です。
2. 最も遠いエッジスポットを基準として、フルフレームのスポットサイズが同じになるように動的に調整します。
3. ステップ 1 と 2 により、スポット電力密度が表面全体で一定であることが保証されます。

△テレセントリックフィールドレンズを搭載したポストフォーカスダイナミックフォーカスシステムの概略図
C30 および F15 パラメータリスト

Filatech産業用レーザー3Dダイナミックフォーカスシステム、国内3Dプリントコアコンポーネント

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