Lösungen
Aus Herausforderungen skalierbare Lösungen machen
Von der Laserstrahlformung bis zur Prozessüberwachung in Echtzeit – unsere Lösungen schlagen die Brücke zwischen fortschrittlicher Forschung und praktischer Anwendung und fördern Innovationen in jeder Phase der Fertigung.
Freiform-Laserstrahlformung
Die kommerziellen Laser-Pulverbett-Schmelzanlagen (LPBF) haben Probleme mit ungleichmässigen thermischen Bedingungen aufgrund der gaussförmigen Laserintensitätsverteilung. Dies führt zu Überhitzung und Metallverdampfung in der Mitte des Strahls und zu weniger Hitze an den Rändern, was zu kleinen Schraffurabständen, geringerer Produktivität und grösserer Wärmeeinflusszone führt. Diese Faktoren tragen zu Defekten wie Rissen in Nickel- und Al-Legierungen und Kristallisationen in metallischen Gläsern bei (BMG).
Im SAMC haben wir dies durch den Einsatz eines räumlichen Lichtmodulators verbessert, der die Form und Energieverteilung des Laserstrahls verändert. Dieses Projekt, das in Zusammenarbeit mit dem IRPD und der Innosuisse durchgeführt wurde, wurde an Materialien wie Nickel-Superlegierungen und BMG getestet und führte zu einer Veröffentlichung in Advanced Functional Materials (Impact Factor 20). Dies zeigt, dass die Technologie das Potenzial hat, die Fertigungsforschung voranzutreiben.
Bearbeitung mit blauem Laser
Das SAMC konzentriert sich auf die Weiterentwicklung der laserbasierten Fertigung, insbesondere beim Schweissen und bei der additiven Fertigung. Wir bieten hochmoderne blaue Laseranlagen mit verschiedenen Leistungsstufen und Strahlqualitäten. Blaue Laser sind sehr effektiv bei reflektierenden Materialien wie Kupfer, Aluminium und Gold und erzeugen stabile Schmelzbäder, die für eine präzise Fertigung entscheidend sind. Unsere blaue Lasertechnologie löst die Herausforderungen, mit denen Industrie und Forschung beim Einsatz von Infrarot- oder grünen Lasern konfrontiert sind. Die in der Schweiz einzigartigen Anlagen und laufenden Entwicklungsarbeiten vom SAMC unterstützen eine Reihe von Anwendungen und Forschungen, darunter 3D-Drucken mit blauen Lasern, Schweissen mit kontrollierten Atmosphären und die Herstellung ungleicher Komponenten und neuer Materialien.
Prozessüberwachung
Das SAMC analysiert die Daten von verschiedenen Sensoren während des LPBF-Prozesses eingehend und gehen dabei über die Standardfunktionen der Maschinen hinaus. Da die verschiedenen Maschinen mit unterschiedlichen Sensoren ausgestattet sind, entwickeln wir einen benutzerdefinierten Code, um die Daten besser lesen, verarbeiten und interpretieren zu können, auch von Sensoren, die normalerweise nicht über die Software des Anbieters zugänglich sind. Auf diese Weise können wir die Maschinenparameter nach Bedarf vollständig kontrollieren und anpassen und den Forschern ein leistungsstarkes Werkzeug zur Optimierung ihrer Tests an die Hand geben. Die verarbeiteten Daten liefern wertvolle Erkenntnisse über den Prozess und die Auswirkungen von Änderungen.
Design und Simulation
Beim SAMC integrieren wir «Design for Additive Manufacturing» (DfAM) mit fortschrittlichen thermischen und mechanischen Simulationen, um leichte, zuverlässige und druckfertige Komponenten zu entwickeln. Durch die Simulation des gesamten Prozesses können wir potenzielle Verformungen genau vorhersagen und sie in der Entwurfsphase vorkompensieren. Dieser Ansatz minimiert Trial-and-Error, gewährleistet Massgenauigkeit und rationalisiert den Weg vom Konzept zum fertigen Teil.
Vollständiges LPBF-Fertigungsverfahren
Unser LPBF-Fertigungsverfahren (Laser Powder Bed Fusion) umfasst den gesamten Prozess – vom Entwurf, der Simulation und der Materialauswahl bis hin zum Druck, der Nachbearbeitung und der abschliessenden Validierung der Teile. Wir gehen über das Labor hinaus, indem wir den Kreislauf durch den Technologietransfer in die Industrie schliessen und so sicherstellen, dass unsere Innovationen in der Praxis zum Tragen kommen. Dieser integrierte Arbeitsablauf ermöglicht eine schnellere Entwicklung, höhere Qualität und massgeschneiderte Lösungen für industrielle Anforderungen.
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