【南極熊評測】德國工業(yè)級金屬3D打印機(jī)Concept laser評測

Concept Lase金屬3d打印機(jī)視頻評測

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【南極熊3D打印評測中心】

南極熊3D打印評測中心不斷豐富評測產(chǎn)品，很多3D打印的消費(fèi)者和愛好者一直關(guān)注我們的更新,，今天我們評測工業(yè)級金屬3d打印機(jī),，普通人很少接觸到這樣的設(shè)備,，相信大家應(yīng)該很感興趣,。2015年3月25日，我們來到了北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的航星利華（北京）科技有限公司,，見到了德國Concept Laser公司的工業(yè)級金屬3d打印機(jī)Mlab cusing R,。航星利華是該產(chǎn)品的中國代理商，并提供3D掃描和3D打印的整體解決方案,。

（歡迎其他廠商聯(lián)系我們）

官方介紹

德國在金屬3D打印技術(shù)的研究和應(yīng)用一直走在世界的前列,，德國國內(nèi)就有很多從事金屬粉末成型的各種技術(shù)的服務(wù)商和設(shè)備商。而在激光熔化（LaserCUSING）技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的是德國的Concept Laser公司,，該公司并擁有LaserCUSING技術(shù)專利,，一直被視為最具有前景的金屬激光熔鑄領(lǐng)域的先鋒，同時(shí)也是該領(lǐng)域頂級供應(yīng)商之一,。公司提供運(yùn)用 LaserCUSING® 金屬技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型的設(shè)備及客戶定制設(shè)備,，以其在行業(yè)領(lǐng)域多年豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提供可靠的加工處理和高效化的解決方案,。

德國Concept Laser GmbH官網(wǎng)：www.concept-laser.de

航星利華作為Concept Laser公司的代理商,，為企業(yè)提供差異化產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造，利用3D 掃描和 3D 打印技術(shù)滿足用戶的三維掃描,、逆向加工,、質(zhì)量檢測、3D 打印裝備服務(wù)等需求,。目前已為軍工,、航空航天、醫(yī)療,、裝備制造等行業(yè)客戶提供了 1000 件次的設(shè)計(jì)和制造服務(wù),，為 100 余家知名企業(yè)提供技術(shù)咨詢服務(wù)。是一家能滿足精密打印技術(shù)服務(wù)的創(chuàng)新型企業(yè),。

Concept Laser（中國代理）航星利華：www.aavc.cn

外觀

今天介紹的產(chǎn)品是MLab cusing R型號(hào),，小編進(jìn)門的時(shí)候就被巨大的國旗吸引，然后到處找工業(yè)級的設(shè)備在哪,？工程師告訴我,，眼前這個(gè)冰箱大小的機(jī)器就是金屬3D打印機(jī)！原來打印金屬的機(jī)器也不大啊，跟小編預(yù)想中龐大的形象不太相符�,，F(xiàn)場小編看到這款設(shè)備擺放靈活,，方便運(yùn)輸，而且周圍沒有粉塵之類的污染,，看起來也比較環(huán)保衛(wèi)生,。小編問了一下，這臺(tái)機(jī)器雖然是進(jìn)口的,，但220V電源即插即用,，而且最大功率也不過1.5kW,，相對比較節(jié)能,。不過畢竟是工業(yè)級的設(shè)備，需要用工業(yè)上的三相電,。

據(jù)工程師介紹,，MLab cusing和MLab cusing R系列都采用100W激光，構(gòu)建空間小,，“R”型改進(jìn)了送料系統(tǒng),，擴(kuò)展了打印材料，并配套設(shè)備QM質(zhì)量控制模塊,，精度可達(dá)到0.05mm,。主要應(yīng)用于航天航空、汽車制造業(yè),、數(shù)字醫(yī)療,、珠寶行業(yè)、模具領(lǐng)域,。

設(shè)備參數(shù)

【產(chǎn)品型號(hào)】MLab cusing R

最大成型尺寸	90x90x80mm
構(gòu)建速度	1~5cm3/h
單層厚度	15~50μm
激光發(fā)射器功率	Fibre laser 100W
掃描速度	最高速度為7m/s
激光光斑直徑	40μm
電源支持	16A
最大功率	1.5KW
產(chǎn)品尺寸	705x1848x1220mm
重量	480kg

技術(shù)原理

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LaserCUSING®,是取CONCEPT激光公司的頭字母C與英文單詞“FUSING”（完全熔化）結(jié)合而成,，這是一種利用3D CAD數(shù)據(jù)，將金屬粉末材料逐層燒結(jié)出任意幾何形狀金屬部件的的工藝,。

金屬激光熔鑄工藝,，即是某標(biāo)準(zhǔn)成份的金屬粉末被高能量光纖激光小局部融熔；這一局部是依照預(yù)先設(shè)置的點(diǎn)和位置完全融熔,，而后固化,；這意謂著在完成的部件便可獲得非常理想的金屬性能。部件的輪廓及內(nèi)部構(gòu)造是利用反射（掃描）鏡反射出的激光束作用在金屬粉末燒結(jié)而成,；在一層燒結(jié)完成后,，構(gòu)造臺(tái)降低幾十微米，機(jī)器自動(dòng)鋪上一層金屬粉,，再燒結(jié)這一層,，一層層疊加，即得到所需部件構(gòu)造產(chǎn)品,。

LaserCUSING®的獨(dú)特技術(shù)是依照“島形原理”的隨機(jī)暴光策略,，激光在每一工作層面上被分成片段－即所謂的“島形”,，并連續(xù)作用在金屬粉末上。這一專利技術(shù)大大降低工了元件（熔鑄）過程中內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生,，從而降低了產(chǎn)品誤差,。這種技術(shù)使得生產(chǎn)出的金屬部件優(yōu)于鑄件的性能。

工藝優(yōu)勢

說了這么多書面的話,，簡單點(diǎn)講,，這種技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)呢？

①【接近原型】

不同于其他3D打印模型手板或者翻模鑄造,，金屬打印可以直接生產(chǎn)部件,。簡單處理就可直接安裝或使用，大大縮短生產(chǎn)時(shí)間及費(fèi)用,。

②【任意形狀】

復(fù)雜的部件也so easy,！可直接生產(chǎn)在部件里面實(shí)現(xiàn)孔，管或格子任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的金屬部件,。這是傳統(tǒng)加工工藝所做不到的,。

③【優(yōu)于鑄造】

關(guān)于LaserCUSING® 設(shè)備的島型原理策略獨(dú)特，這一專利技術(shù)大大降低了元件在生產(chǎn)過程中應(yīng)力的產(chǎn)生,。大體積的部件既能快速成型,，又質(zhì)量優(yōu)越，性能可超過鑄造,。

④【綠色生產(chǎn)】

沒有被熔鑄的金屬粉末可以完全再重復(fù)使用,，質(zhì)量不受影響。他們的激光工藝不但實(shí)現(xiàn)低排放,，還實(shí)現(xiàn)高能效轉(zhuǎn)換的生產(chǎn),。

材料回收利用

機(jī)身細(xì)節(jié)

正上方有“Concept Laser”的商標(biāo)，頂部綠色的是狀態(tài)指示燈,。

Concept Laser配備了機(jī)載電腦,，方便用戶直接操作。

顯示屏右側(cè)是緊急停止按鈕,、控制開關(guān),、USB接口、復(fù)位鍵等等常用操作鍵,。

機(jī)器的中部是打印倉,，正面的玻璃窗可以很好觀察正打印的狀態(tài)

機(jī)器下側(cè)用于更換耗材，并配有回收瓶,，便于剩余粉末的重新利用

機(jī)器的背后搭載了降溫空調(diào),，時(shí)刻保持設(shè)備內(nèi)正常的運(yùn)行溫度（室溫）

打開后蓋，設(shè)備的電氣部件一覽無余，調(diào)試維修十分方便

其他配件

手套密封箱,，清潔零件,、回收粉末

振動(dòng)儀，篩選粉末進(jìn)行回收

左：UPS防斷電系統(tǒng),，右：粉末防爆垃圾桶

防氧化防爆保護(hù)氣：氬氣瓶

耗材

機(jī)器不大,，但打印材料種類卻十分廣泛。所用耗材為公司專供材料,，包括各種金屬和合金粉末,，如鋼、鋁合金,、鎳合金,、鈦合金以及純鈦、鈷鉻合金,、銅合金以及貴金屬合金等,。

LaserCUSING®材料（活性材料）

CL 20ES	Stainless steel (1.4404)
remanium star CL	Cobalt-chromium alloy (by Dentaurum)
rematitan CL	Titanium alloy (by Dentaurum)
CL 41TI ELI	Titanium alloy (Tial6v4 ELI)
CL 42TI	Pure titanium Grade 2
CL 80CU	(Bronze)
Yellow gold	(18 carat)
Sliver alloy	(930 Silver powder)

其他材料需定制

打印過程

我們將設(shè)計(jì)好的stl模型文件在電腦中切片好,，通過U盤輸入進(jìn)3D打印機(jī),。打開下方的倉門，為設(shè)備加入要打印的粉末材料,。在設(shè)備軟件中選擇要打印的文件,，并且可以排列布局多個(gè)文件同時(shí)打印。當(dāng)我們設(shè)置好設(shè)備運(yùn)行參數(shù),，待機(jī)器處理完數(shù)據(jù),，頂部綠色信號(hào)燈亮起，就可以開始打印了,。打印過程中,，要充入保護(hù)氣（我們用氬氣）防止氧化，保證成型質(zhì)量,。

【操作過程,，詳見視頻】

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打印布局

設(shè)置打印參數(shù)

激光快速掃描燒結(jié)

刮板逐層鋪粉

后處理

經(jīng)過8個(gè)小時(shí)后，我們打印的不銹鋼零件終于打印完了,。為了環(huán)境衛(wèi)生和健康,，我們要戴好防護(hù)手套、防護(hù)服,、護(hù)目鏡,。打開位于機(jī)器下方的粉末倉，用毛刷輕輕拂去零件上的剩余粉末,，將其收入到旁邊的回收瓶內(nèi),。清理不銹鋼工件可以再空氣中進(jìn)行，清理活潑金屬打印工件（如鈦合金）需要在手套箱中密封進(jìn)行。使用手套箱時(shí),，將其置于粉末倉的上方,，扣緊卡扣將其密封，并充入惰性氣體保護(hù),。在密閉環(huán)境中用氣動(dòng)噴筆（氬氣）對零件進(jìn)行清潔,，避免粉塵污染�,；厥掌恐械姆勰┮淙氡Ｗo(hù)氣放入振動(dòng)儀篩粉回收再次利用,。清潔過后，零件進(jìn)行線切割從平臺(tái)中去除出來,，進(jìn)行后續(xù)工藝處理,。

【安全須知】除了帶好口罩防護(hù)服外，工作環(huán)境要防塵防火,。因?yàn)榻饘俜凼强梢宰鰺熁ǖ�,，空氣中金屬粉操作不�?dāng)可能會(huì)引起爆炸。因此除了氬氣作為保護(hù)氣防止氧化外,，手套箱,、回收瓶、振動(dòng)儀,，有粉末的地方都要做好密封,。

從下側(cè)取出工件

清理回收粉末

鈦合金需要進(jìn)入手套箱后續(xù)處理

在密閉的手套箱中清理零件，并用氬氣保護(hù)

回收的粉末進(jìn)行篩粉后重新利用

復(fù)雜零件幾小時(shí)快速成型

產(chǎn)品應(yīng)用

【工業(yè)制造】

Concept laser設(shè)備靈活高效,，打印的金屬部件能經(jīng)受機(jī)械沖擊和熱負(fù)荷,，縮短加工周期，在工業(yè)生產(chǎn)中帶來更多經(jīng)濟(jì)效益,。

【牙科醫(yī)療】

金屬3D打印也經(jīng)常應(yīng)用于醫(yī)療,，常用于制造種植體和醫(yī)療器械。用鈦合金打印的修復(fù)體與生物具有相容性,，不論是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的骨科植入體還是醫(yī)療器械原型,，都可快速成型。

采用鈷鉻合金,、鈦合金或其合金,，制造出的牙冠、牙橋,、支架擁有高質(zhì)量和密合度,，一夜之間便可完成。

【文物修復(fù)】

文物藏品隨著時(shí)間的推移難免會(huì)出現(xiàn)老化或損壞,，如今3D打印和3D掃描不必接觸文物也能收集數(shù)據(jù),，并且用不同材質(zhì)打印出來,，完整呈現(xiàn)文物的質(zhì)感。保護(hù)我們的文物就是保護(hù)我們的歷史,。

（龍龜,，左：未去支撐，中：去除平臺(tái),，右：打磨拋光）

綜合點(diǎn)評

德國工業(yè)水平一直世界領(lǐng)先,，金屬3D打印技術(shù)也走在世界的前列。我們經(jīng)過使用發(fā)現(xiàn),，德國Concept Laser的3D打印機(jī)精度居然達(dá)到了0.05mm,，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)器僅有冰箱大小,，工作環(huán)境如辦公室般干凈清潔,，實(shí)屬意外。材料利用率高,、污染小,、功耗低，噪音也控制在可接受范圍,，這大大增加了設(shè)備的適用范圍,。不論是科研院所、大學(xué)院校,、還是企業(yè)研發(fā),，都不會(huì)受限制。而且操作流程簡單,，也使得普通技術(shù)人員很快可以上手。

德國制造精密極致的品質(zhì),，如今成為具有世界影響力的品牌,。打印速度高、表面質(zhì)量好以及打印質(zhì)量穩(wěn)定可靠名不虛傳,，這也主要得益于其過硬的工藝過程監(jiān)控系統(tǒng)以及各種應(yīng)用材料的開發(fā),。僅一臺(tái)設(shè)備，它的應(yīng)用范圍居然十分廣泛,。Concept Laser可以加工多種材料,，處理各種各樣的金屬零部件，比如：不銹鋼,、熱作模具鋼,、鈷-鉻合金、鎳基合金,，活性粉末材料如鋁,、鈦的合金,，貴金屬如金或銀合金等，小編都快數(shù)不過來了,。在質(zhì)量上也能夠優(yōu)于鑄造,。這種多功能性使得該產(chǎn)品能廣泛用于航空航天、汽車,、醫(yī)療和牙科,、珠寶設(shè)計(jì)等行業(yè)。小編雖然見過的工業(yè)設(shè)備不多,，但眼前這款設(shè)備足以滿足各位的金屬打印需求,。

以增材制造取代高成本的砂模和鑄模工藝，制造出輕巧,、高剛性和重量優(yōu)化的幾何結(jié)構(gòu),，而且?guī)缀鯖]有任何設(shè)計(jì)上的限制。這樣我們放開思路就可以設(shè)計(jì)更快的汽車,，更輕的飛機(jī),，更精密的儀器了。而快速成型技術(shù)可大大縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期,，對各位企業(yè)家而言,，時(shí)間就是成本啊~

如果哪位對這款設(shè)備感興趣，或者需要金屬3D打印服務(wù),，可以通過南極熊和航星利華聯(lián)系,。

（編輯：太極熊）