3D-принтер Eplus3D EP-M1550

Eplus3D EP‑M1550 - крупногабаритная промышленная аддитивная установка, работающая по технологии плавления металлического порошка (MPBF/ SLM). Камера построения с полезным объемом 1550x1550x1000 мм и система из 16 лазеров обеспечивают высокую производительность при изготовлении крупногабаритных металлических деталей и серийном производстве. Технология точного позиционирования и управления перекрытием лазерных лучей гарантирует однородность структуры и стабильное качество сплавления материала на всех этапах печати. 

Eplus3D EP‑M1550 допускает модернизацию: высоту по оси Z можно увеличить до 2000 мм, а количество лазеров расширить до 25, что позволяет значительно увеличить производительность, а скорость построения при 25 лазерном исполнении составляет рекордные 650 см³/ч. Принтер поддерживает работу с широким спектром материалов: титановыми, алюминиевыми и никелевыми сплавами, различными видами стали, а также кобальт‑хромовыми сплавами. Это делает его оптимальным решением для производства высокоточных компонентов ракетных двигателей и других критически важных узлов в аэрокосмической отрасли.

Особенности

• В принтере применяется способ двустороннего нанесения порошка, что означает, возможность нанесения слоя порошка в прямом и обратном направлениях одним и тем же устройством. Система разработана таким образом, чтобы порошок равномерно распределялся при перемещении ракеля в любую сторону. Специально разработанное устройство регулировки позволяет обеспечить равномерную толщину слоя порошка, независимо от направления распределения.

• Высокая механическая однородность: оптимизированная гидродинамика потоков защитного газа в камере гарантирует быстрое удаление побочных продуктов спекания (дыма, пыли). При работе нескольких лазеров в зонах их перекрытия отклонение механических свойств готовой детали не превышает 5%, а плотность изделий достигает более 99,9%.

• Полная открытость: оператор имеет доступ к изменению мощности, скорости сканирования, направления штриховки лазера и параметров печати внешних поверхностей. Система поддерживает металлические порошки любых производителей на рынке.

• Гибкая мощность: возможность выбора конфигурации с лазерами мощностью 500 Вт, 700 Вт или 1000 Вт. Каждый из лазеров покрывает свою собственную область для максимальной эффективности.

• Высокая скорость построения: до 650 см3/ч.

Высокая точность и качество аддитивного производства

Высокая детализация изделий достигается за счет прецизионного послойного селективного плавления металлического порошка при толщине слоя от 20 до 120 мкм и малом диаметре пятна фокусировки лазера в 70 мкм (до 120 мкм). Стабильно высокое качество 3D-печати также обеспечивается уникальной траекторией сканирования и жестким контролем концентрации остаточного кислорода в рабочей камере.

Минимальная толщина слоя в сочетании со сфокусированным лазерным лучом гарантирует отличную шероховатость поверхности, строгую геометрическую точность и высокую повторяемость синтезируемых деталей. Благодаря использованию передовой оптической схемы, характеристики лазерного излучения остаются неизменными по всей площади платформы построения.

Оптическая система

Оптическая система принтера Eplus3D EP-M1550 является прецизионным комплексом, в состав которого входят волоконный лазерный источник, коллиматор луча, двухосевой гальванометрический сканатор, F-theta линза, оптоволоконный кабель и защитное сменное стекло. Для обеспечения максимальной стабильности траектории и мощности излучения Eplus3D использует компоненты от ведущих мировых производителей.

• Источник лазерного излучения (IPG Photonics): В качестве базового излучателя применяется высокопроизводительный волоконный лазер мощностью 500 Вт, 700Вт или 1000 Вт. Он характеризуется высоким КПД, пиковой удельной мощностью, минимальным сопутствующим тепловыделением и гарантирует высокую однородность луча во всех точках платформы построения.

• Оптический коллиматор и оптоволокно (QBH / IPG): Высокочистый волоконный кабель доставляет излучение к коллиматору, который преобразует расходящийся световой поток в строго параллельный пучок с заданным размером пятна фокусировки.

• Гальванометрический сканатор (Scanlab): Высокоскоростное позиционирование луча (до 8 м/с) реализуется с помощью цифрового двухосевого гальванометра (сканирующей головки). Сканатор состоит из двух прецизионных зеркальных элементов (X и Y) с ортогональным расположением. Каждое зеркало приводится в движение высокочастотным отклоняющим двигателем (сервоприводом с обратной связью). Луч последовательно отражается от зеркала X на зеркало Y, меняя координату по командам от контроллера принтера.

• F-theta линза и защитная оптика (Sill Optics / II-VI): Отраженный сканатором луч проходит через специализированный объектив F-theta. Линза устраняет геометрические искажения и обеспечивает плоскостное фокусирование луча в мелкодисперсное пятно постоянного диаметра от 70 до 120 мкм по всей рабочей зоне. Для защиты дорогостоящей оптики от сварочного дыма и брызг металла под объективом установлено кварцевое сменное защитное стекло с просветляющим покрытием.

Система управления

3D-принтер Eplus3D Eplus3D EP-M1550 оснащен распределенной системой управления под управлением 64-битной ОС Windows 10. Комплекс состоит из ПК верхнего уровня (подготовка и нарезка моделей с передачей файлов по Ethernet), управляющего промышленного компьютера, ПЛК и сенсорного HMI-интерфейса.

Компьютер верхнего уровня выполняет нарезку модели на слои и генерирует необходимые принтеру файлы, которые передаются на промышленный компьютер через соединение Ethernet. Сенсорный экран представляет собой интерфейс для управления принтером. Промышленный компьютер управляет загрузкой порошка, выпускными и впускными клапанами, предохранительными замками и другими элементами управления через ПЛК. Он отвечает за анализ файлов печати, мощность лазера, управляет гальванометром, сканатором и лазером в процессе печати. Система имеет промышленную шину, включающую блок управления лазером гальванометра, блок перемещения каретки ракеля и печатной платформы, а также блок управления атмосферой окружающей среды, блок управления циркуляцией газа, блок управления нагревом порошка, блок охлаждения лазера, система контроля слоя, контроль ванны расплава, изменения геометрических размеров и мощности лазера и др.

Высокий уровень безопасности

Безопасность и стабильность работы Eplus3D EP-M1550 обеспечиваются интеграцией более чем 10 специализированных технологий защиты, предотвращающих риски возгорания и загрязнения рабочей зоны. Интеллектуальная система осуществляет непрерывный мониторинг технологических условий и параметров подачи защитного газа в режиме реального времени.

Герметичная дверь доступа типа «перчаточный бокс» оснащена умным электронным замком с автоматическим управлением и двойной механической блокировкой для максимальной безопасности оператора. При любом аномальном открытии двери мгновенно срабатывает защитная сигнализация, предотвращая аварийные ситуации. Встроенная двухперчаточная структура с блокировочной панелью позволяет выполнять любые внутренние манипуляции без разгерметизации рабочей камеры, а высококачественное натяжное уплотнение с возможностью автоматического или ручного контроля обеспечивает идеальную изоляцию печатной среды.

Системы фильтрации и рециркуляции

Во время лазерного плавления металлического порошка выделяется большое количество пыли, способной ухудшить качество печати. Система циркуляционной очистки принтера Eplus3D EP-M1550 оснащена трехступенчатым комплексом фильтрации: циклонным сепаратором, элементами первичной и финишной (тонкой) очистки. Система задерживает ≥99,95% мелкодисперсных частиц размером 0,4 мкм (коэффициент прохождения — менее 0,05%).

Система циркуляции и фильтрации.
1 — Блок фильтрации; 2 — Шкаф электроуправления; 3 — Узел пассивации; 4 — Пневматический блок; 5 — Контейнер для сбора отходов.

В состав фильтрационной системы входят датчик дифференциального давления и газоанализатор кислорода. Они обеспечивают непрерывный онлайн-мониторинг состояния фильтроэлемента и уровня кислорода. Взрывозащищенное исполнение установки полностью устраняет риски воспламенения или взрыва во время проведения сервисных работ и очистки.

При лазерном плавлении металлического порошка вентилятор системы создает отрицательное давление, за счет чего образующиеся пыль и копоть затягиваются в камеру фильтрации. Данный отсек оборудован циклонным сепаратором и фильтрующим элементом. В сепараторе скорость загрязненного газового потока снижается: крупные фракции охлаждаются, отделяются и сбрасываются в расположенный ниже накопительный бак. Мелкая взвесь увлекается воздушным потоком в очистную камеру, где улавливается фильтром класса H13. Высокая газопроницаемость и эффективное удержание пыли обеспечиваются тонкой пленкой на внешней поверхности фильтроэлемента. Очищенный воздух проходит сквозь фильтр, нагнетается вентилятором и через обратный воздуховод возвращается в рабочую камеру принтера, замыкая цикл циркуляции.

Ступени очистки:

• Первая ступень - циклонный фильтр.
• Вторая ступень - постоянный фильтр. Эффективность: ≥ 99,95% (EN1822:2009) для частиц 0.12~0.25 мкм. Класс: H13. Время жизни фильтра зависит от условий эксплуатации. Теоретическое время работы фильтра достигает 80 000 часов (от даты изготовления). 
• Третья ступень - сменный фильтр тонкой очистки. Эффективность: ≥ 99,95% (EN1822:2009) для частиц 0.12~0.25 мкм. Класс: H13.

Функция "обратной продувки" - фильтрующая система имеет функцию самоочистки, которая позволяет продувать и очищать фильтр при помощи создания высокого давления в фильтре.

Система охлаждения

Для термостабилизации лазерного источника и оптических узлов применяется двухконтурная система охлаждения. Оптическая система принтера Eplus3D EP-M1550 защищена от перегрева комплексными решениями. Главный блок гальванометров снабжен встроенным водяным охлаждением и системой двойного температурного контроля. Это компенсирует тепловыделение при печати и внешние температурные колебания. Мощность используемого чиллера подбирается под количество лазерных трактов конфигурации, а в качестве теплоносителя применяется деионизированная вода.

• Контур «холодной» воды: стабилизирует работу лазера путем эффективного отвода избыточного тепла.
• Контур «теплой» воды: обеспечивает охлаждение оптических компонентов (сканатора, расширителя пучка и лазерной головки). Помимо отвода тепла, данный контур исключает выпадение конденсата на оптических поверхностях при критическом снижении температуры.

Автономное регулирование параметров происходит автоматически на основе калибровочных данных и непрерывного мониторинга. Температура гальванометрического сканатора поддерживается в пределах ±1°C. Это полностью предотвращает термическую деформацию зеркал и устраняет связанные с ней погрешности печати.

Механика

• Прецизионное перемещение поршней подачи порошка и построения по оси Z обеспечивается сервоприводами с высокоточными линейными энкодерами и дополнительно калибруется с помощью фирменного программного обеспечения.
• Система предварительной продувки рабочей камеры снижает концентрацию остаточного кислорода до 0,1–0,3% за 40–60 минут при объемном расходе защитного газа 50-80 л/мин, при этом его потребление непосредственно в процессе печати составляет всего 3-6 л/мин на один лазерный канал.
• Во время синтеза уровень кислорода непрерывно контролируется и удерживается на отметке ≤ 100 ppm с возможностью ручной настройки порогового значения и автоматическим оповещением в случае его превышения.
• Камера построения оснащена функцией предварительного нагрева платформы, регулируемой в диапазоне от 30°C до 150°C под требования конкретных материалов.

Замкнутая экосистема рециркуляции металлического порошка для SLM-принтера Eplus3D EP-M1550

Цикл начинается на станции просеивания металлического порошка EP-MС500, которая очищает и просеивает порошок от крупных конгломератов. Затем готовый материал перемещается в камеру 3D-принтера. В самом принтере происходит послойное лазерное плавление деталей в защитной среде инертного газа. После его завершения рабочая платформа с деталью автоматически перемещается во встроенную станцию распаковки, а неиспользованный порошок из установки возвращается на станцию просеивания. На финальном этапе материал из станции распаковки возвращается обратно на просеивание, замыкая безопасный и безотходный производственный цикл.

Программное обеспечение

Эффективное управление технологическим процессом и высокая производительность 3D-принтера Eplus3D EP-M1550 обеспечиваются комплексным программным решением, которое охватывает все этапы производства — от подготовки CAD-моделей до контроля печати в реальном времени. Экосистема ПО промышленного комплекса базируется на трех ключевых программных продуктах:

• EPControl: фирменное управляющее программное обеспечение с интуитивно понятным интерфейсом. Оно отвечает за позиционирование заготовок на платформе, калибровку лазерной системы, запуск аддитивного процесса в режиме «печать в один клик» и непрерывный мониторинг физических параметров (температуры, концентрации кислорода и давления инертного газа) во время рабочего процесса.

• EPHatch: специализированное программное обеспечение для подготовки параметров штриховки и распределения энергии лазера. ПО автоматически идентифицирует различные зоны детали (основное тело, верхние и нижние поверхности) и предоставляет оператору полностью открытую архитектуру для тонкой настройки мощности лазера, скорости сканирования и шага экспозиции. Это позволяет адаптировать принтер под производство изделий с уникальной геометрией и синтез новых металлических сплавов.

• VoxelDance Additive: CAM-система для предпроизводственной подготовки данных. Программа обеспечивает быстрое автоматическое исправление геометрических ошибок полигональных сеток, эффективную двухмерную и трехмерную раскладку множества деталей на платформе (2D/3D Nesting), а также автоматическую генерацию продвинутых поддерживающих структур для аддитивного металлического производства (SLM/MPBF), что минимизирует коробление деталей и значительно сокращает время подготовки файлов к печати.

В нашей компании вы можете заказать 3D принтер по металлу Eplus3D EP-M1550 или оборудование других брендов с доставкой в любой регион России.

Видеообзор Eplus3D

Компания 3DVISION - официальный дистрибьютор Eplus3D