Stapianie laserowe jest jedną z metod wytwarzania przyrostowego wykorzystującą wiązkę laserową w celu łączenia proszków metalicznych do postaci półwyrobów lub gotowych części. Proces wytwarzania przyrostowego – warstwa po warstwie – proszków metalicznych umożliwia produkcję trójwymiarowych elementów, wykorzystując dwuwymiarowe przekroje modelu CAD. Jednym z ważniejszych aspektów możliwości wykorzystania technologii stapiania laserowego jest optymalizacja topologiczna wytwarzanych części w celu redukcji masy poprzez zmiany geometrii przy założonych właściwościach mechanicznych.
Bogdan Dąbrowski
Przykładem optymalizacji wytwarzanych części z wykorzystaniem systemu stapiania laserowego jest współpraca Renishaw z Empire Cycles w pracach związanych z projektem budowy nowoczesnego roweru wyczynowego. Firma Renishaw zaprojektowała i wykonała (z zastosowaniem technologii stapiania laserowego) tytanową ramę rowerową, spełniającą wymagania stawiane konstrukcjom stosowanym w kolarstwie górskim i zjazdowym.
Najpierw metodą przyrostową wytworzono poszczególne części ramy, a następnie zespolono je w całość.
Wykorzystanie technologii stapiania laserowego pozwala na uzyskanie korzyści, takich jak:
swoboda projektowania – szybki proces iteracyjny, elastyczność w zakresie wprowadzania poprawek konstrukcyjnych w procesie produkcji, łatwość tworzenia kształtów uzyskiwanych w drodze topologicznej optymalizacji, szerokie możliwości dotyczące modyfikacji/dostosowywania/budowy „na miarę” (stapianie laserowe proszków metalicznych pozwala na produkcję zarówno pojedynczych egzemplarzy, jak i części seryjnych);
możliwość tworzenia skomplikowanych konstrukcji, w tym złożonych kształtów z wewnętrznymi elementami wzmacniającymi, pustych (wydrążonych) struktur, elementów z wbudowanymi cechami indywidualnymi (np. z nazwiskiem właściciela);
wytrzymałość, odporność i mała masa konstrukcji – wspornik siodełka jest lżejszy o 44% niż wersja ze stopu aluminium, pod względem wytrzymałościowym konstrukcja spełnia wymagania normy EN 14766, wykazuje odporność na korozję i długą żywotność.
cały artykuł dostępny jest w wydaniu 5 (92) maj 2015
