【德国】EOS 3D打印技术 3D打印机 3D打印材料 综合介绍

发表于 2016-12-29 13:56:35 显示全部楼层 8 1017

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EOS公司介绍:

EOS全名EOS GmbH Electro Optical Systems,于1989年在德国慕尼黑成立,专攻SLSSLM技术,是全球最大同时也是技术最领先的激光粉末烧结系统供应商。公司在全世界设有分支机构或办事处,其产品在全球金属3D打印机市场占有率为30%以上。

该公司提供世界著名的快速成型设备制造服务以及E制造方案,从数据模型直接进行快速立体制作,达到弹性大、低成本的制造模式,这种制造方式能够符合从单件产品制造到大量生产的不同市场需求。EOS设备打印精度和打印质量均居于行业领先位置,其主要快速成型产品有Formigap系列、Eosintp系列、Eosints系列和Eosrntm系列等,其服务的产品涵盖了汽车、飞机、发动机、医疗、民用、机电设备、工业工具等领域。

目前,德国EOS公司在金属粉末激光快速制造设备上为全球最顶尖供应商,是全球快速制造的领导者。EOS公司所倡导的Design Driven Manufacturing对于传统的制造产业,发挥了互补的功能,进而有了革命性的影响。

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 楼主| 发表于 2016-12-29 14:01:59 | 显示全部楼层
EOS发展大事记:

1989年,EOS公司于慕尼黑成立,从事SLS和SLA技术。

1990年,宝马汽车公司成为EOS的第一个用户,当时的产品型号是STEREOS 400,采用SLA技术。

1994年,成为世界上第一个能够提供SLA和SLS系统的公司,EOSINT P350和基于DMLS技术的EOSINT M160推出原型。

1997年,EOS和3D Systems达成协议,出售STEREOS产品线给3D Systems换来在全球的激光烧结技术应用权利,开始聚焦SLS的金属粉末制造产品。

1998年,EOS通过ISO9001认证。

2000年,芬兰成立研究金属材料的研究所,EOSINT系列铝金属和镁金属材料开始实验用于铸造磨具实验。

2001年, SLS系统EOSINT P380发布,新的基于DMLS技术的EOSINT M 250 Xtended诞生,生物安全聚合物材料PA 2200发布。英国、北美成立分公司。

2004年,全面安全认证的产品EOSINT P 380i推出,SLS升级系统EOSINT P385和P700以及基于DMLS的EOSINT M270发布。

2006年,印度、新加坡、台湾代表处相继成立。激光烧结开始用于医疗领域,包括牙齿种植、听力辅助、血液离心机等。

2007年,南韩办事处成立,完善了钛金属的DMLS处理工艺。

2009年,发布SLS系统EOSINT P395 和 P760。

2010年,发布可以选择激光功率的金属激光烧结系统COSINT M280。

2012年,香港办事处、俄罗斯办事处成立。2013年,上海办事处成立,在Krailling建设新的技术和客户中心。


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 楼主| 发表于 2016-12-29 14:04:53 | 显示全部楼层
EOS公司3D打印工艺介绍:

SLS技术原理:

选区激光烧结(Selective Laser Sintering ,SLS)多采用非金属粉末成型,将材料泼洒在已成型零件的上表面并刮平,用高强度CO2激光在刚铺的新层上扫出零件截面。材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起,得到零件的截面,并与下面已成型的部分粘结;当一层截面烧结完成后,铺上新的一层材料粉末,选择性的烧结下层截面。
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图1.选区激光烧结原理示意图


1.激光波长10.6μm,非金属对该波长激光具有较高吸收率,功率一般不超过100w。

2.成型粉层厚度较大,0.1mm-0.5mm。

3.使用辊筒铺粉,能够较好地压实粉末,无需基板不需支撑。

4.成型件结构复杂、精度高、产品表面质量一般。

5. SLS后处理工序较为复杂,需进行清粉,有些材料甚至需要浸蜡、树脂打磨、烘焙、抛光等。

6. SLS成型材料处于烧结状态,力学性能根据材料的不同较差较大。一般尼龙材料的强度、韧性较好,可做功能件使用。

7.预热问题是SLS加工零件的一个很重要因素,在加工成型过程中,粉末的预热均匀与否是影响零件成型精度、强度的核心问题之一。预热温度过低,容易引起烧结零件的翘曲变形。预热温度过高,粉末容易板结,不利于清粉,同时浪费粉末。

延伸阅读:4、SLS 选择性激光烧结成型3D打印技术详细介绍

SLM技术原理

选区激光熔化技术与选区激光烧结技术相比,在成型设备以及成型原理方面均具有相似之处,不同之处主要体现在成型材料以及制件性能等方面。SLM 技术要求采用高功率激光将金属粉末在无粘结剂的情况下实现冶金熔化,生成致密度接近铸件的零件。该技术对所选用的金属粉末的颗粒形状以及粒度分布均具有较高的要求,加工层厚更薄,使得到的零件精度以及复杂程度均得到提高。在制造过程中,铺粉装置按设定的层厚将金属粉末均匀地铺设在基板上,激光在振镜控制下对需要熔化的区域进行扫描熔化,然后基板下降一个层厚,重复下层的加工,如此往复,金属零件逐层地被加工完成。

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图1.选区激光熔化原理示意图


SLM技术特点:

激光选区熔化技术通常采用粒径30μm左右的粉末为材料,通常铺粉厚度<100μm(最薄铺粉厚度可达20μm)。该技术还使用了光斑很小的激光束,可使成形的零件具有很高的尺寸精度(可达0.1mm)以及优异的表面质量(粗糙度Ra可达10~15μm)。因此该技术具有精度高、表面质量优异等特点,制造的零件只需进行简单的喷砂或抛光即可直接使用。由于材料及切削加工的节省,其制造成本可降低20%~40%,生产周期也将缩短80%。

激光选取熔化工艺突破了传统的去除加工思路,有效解决了传统加工工艺不可达部位的加工问题,尤其适合传统工艺如锻造、铸造、焊接等工艺无法制造的内部有异形复杂结构的零件制造。同时,由于该技术成形精度较高,在普通零件应用中可保留更多的非加工面,因此可更好地解决难切削材料的加工问题。

该技术具有以上优点的同时也存在一些不足,如加工速度较小,成形效率较低,另外零件尺寸还受到供粉缸的限制,目前通常使用的设备制造尺寸为250mm×250mm,尚不适合制造大型的整体零件。

延伸阅读:5、SLM 选择性激光熔融成型3D打印技术详细介绍
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 楼主| 发表于 2016-12-29 14:18:06 | 显示全部楼层
EOS公司3D打印机介绍:

FORMIGA P110
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FORMIGAP 110具有小型、灵活、高效的特点。唯一的紧凑型激光塑料粉末烧结系统,用于直接制造、备件制造以及功能样件(快速原型)制造。具有200mmx250mm x 330mm的成型空间。可制造基于尼龙或聚苯乙烯材料的塑料产品。该系统非常适合低成本生产小批量或单件的复杂设计产品,这些产品从医疗器械到高端定制系列。同时,P110系统可用于制造功能样件、快速原型件、用于熔模铸造的样件。P110系统在24小时之内即可完成成型制造,具有高效灵活等特点。

FORMIGAP110系统为用户提供了多种创新功能。该系统可制作目前市售设备中最薄的纵向薄壁,极细的激光光斑直径是的这种薄壁仅为0.4mm。因此P110系统非常适用于小型、精细零部件的制造与成型。创新型的铺粉刮粉装置保障了精细部件的高质量和可靠性以及烧结流程的可靠性。通过多项创新,P110系统仅需要最小量的配套设备即可成为一套高度自动化、人性化的快速制造系统。P110系统同时具有低功耗的特点,从而使得整体运行费用得以降低。作为激光粉末烧结系统的入门级设备,P110仅需非常基本的电、气条件即可安装使用。

基于人体工程学设计的外设,使P110系统提供了非常人性化、用户友好的操作流程,使之可以在优化系统生产能力的同时恰当的融入用户现有环境。与P110配套的自动除粉滤粉系统(选配)集成了部件清理、粉末回收等功能,提高了流程的自动化程度。同时,客户可以选配EOSPACE软件,提高产能,EOSPACE可以最优的摆放零部件,最大化利用成型空间。

因此,FORMIGA P110系统提供了灵活、高产能、低成本的入门级激光塑料粉末烧结系统。

FORMIGA P110设备参数

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EOSINT P396

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P396系统是P395系统的升级版,用于批量生产、备件生产等生产环境,在产品研发、测试、小批量上市等环节均适用。P396系统烧结过程中无需支撑结构。系统可制作最高600mm的零件,因此可用于制作大尺寸部件而无需后续的拼接过程。模块化的系统构成,使P396激光烧结系统可根据客户预算及生产环境进行配置。对比P395系统,P396系统的粉末铺层装置进行了优化升级,并且将激光功率提升到70W,工作效率有显著的提升。

通过标准化零件属性管理系统(含可选及标配模块),可根据客户的实际需求调整层厚、材料、和实际应用类型(机械强度模式、注重细节模式等)。通过这些模式的选择,客户可以自行决定零件的强度、细节、表面等属性,并可以节省大量成本。标准化零件属性管理系统的选配模块可在任何时刻增加。P395系统同时优化了整个生产的流程链,使得IPCM系统更加灵活的融入系统。P396系统的IPCM配套设备包含自动供粉系统(可选配套,适用于大规模生产);自动除粉滤粉系统(可选配套);粉末自动回收系统(可选配套);且以上系统均包含无尘操作配套模块。配备额外的烧结模块跟是可以最大化的利用P395系统的产能。P396系统的独特优势是其所制造的部件的高质量、强大的生产能力、高度自动化的外设、专业的材料管理系统。这些优势使得P396系统成为产品低成本、小批量快速生产的最佳选择。

为P396系统配备了多种软件包,可根据客户的不同需求和应用进行配置,达到针对客户应用最优化系统性能和产能以及运行成本的作用。包括基本内置软件、质量保障软件。并特别针对生产类型客户提供ERP模块、监控软件等。

EOSINT P396设备参数
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EOSINT M400

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EOSINTM400用于批量生产模具、金属零部件以及快速成型件的直接金属烧结系统,使用激光束对超精细金属粉末以层为单位进行烧结,使得极端复杂的设计例如复杂面、弯曲深槽、立体水道等设计得以实现。

EOSINT M400配置1千瓦光纤激光器,烧结速度更快。铺粉系统改为双向扑粉,缩短加工时间。升级的气体循环系统及自动清洁功能,延长过滤器滤网寿命降低后期维护成本。平台由一套主机和一套后处理系统组成,采用广泛的监视功能,把质量管理提高到一个新水平。软件系统将准备工作和数据计算在建模过程中分开:在办公桌上准备好的数据通过网络发动到设备上。该系统主要运用在建模部分,通过触摸屏快速简单的进行操作,支持复杂金属件的生产,但该系统使用非常方便。

EOSINT M400为满足新材料研发的需求使用的开放型参数开发包,可加工更多种类的材料。

EOSINT M400设备参数
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M290系统是M280系统的升级版本,集成了EOS在激光粉末烧结领域多年的经验及该领域的最新技术。在成型体积250x250x325毫米的空间内,EOS M290 更快速、更灵活、更降低成本的从CAD数据直接生产金属零件。该系统为工业生产设计了更直观的用户界面、更智能的软件,采用了开放及标准化的参数设置、升级的气体循环过滤系统。

系统配备400W光纤激光器,提供高性能、高稳定性、高质量的激光光源,兼容氮气及氩气两种保护气体,从而使得M290系统兼容从轻金属到不锈钢,从模具钢到超级合金的多种金属材料。

为满足工业需求,提高质量管理,更新了三个新的模块 EOSPowderBed、EOSTATE Base、EOSTATE LaserMonitoring,以便加强监测。

EOSPowderBed在成型仓中安装一个摄像系统,检测每一层粉末铺粉情况,并拍摄;EOSTATEBase 实时监控Z轴的位置、激光功率、扫描精度、成型仓温度、成型仓湿度、仓内压力等参数;EOSTATELaser Monitoring是激光检测模块,在整个生产全过程中实时监测激光功率。

M290在自动过滤系统中添加了自动清洁组件,延长过滤器滤网寿命。集成的保护气体管理系统更高效的保障了长时间连续烧结大型部件的品质。


软件系统将准备工作和数据计算在建模过程中分开, 在办公桌上准备好的数据通过网络发动到设备上。该系统主要运用在建模部分。更大限度的为应用程序的开发提高效率且更灵活,更自由的在离线的情况下建模。由于在离线的情况下完成前期工作,工程师可以更快速的处理复杂的部件和大型的数据文件。

系统可以通过触摸屏直接操作,使用提示引导操作人员使用设备,使操作更直观。系统内置的流程处理软件集成了EOS超过20年的激光烧结经验以及大量的烧结策略及特性,这些策略及特性保障了M290系统可以为不同的材料及应用进行烧结过程的优化。EOS为M290系统提供了多种金属粉末材料及对应的参数设置,这些参数设置已针对对应的应用进行了优化。系统容量(产能)可通过选配不同配置满足不同客户的要求。

IPCM系统的不同模块可以增加产能及零件稳定性,并可在任何时候添加模块。EOS M290系统独特的优势,是其制造的金属部件及模具的高质量,以及提供的满足不同应用的人体工程学配套设备。这些优势使M290系统成为在产品全生命周期进行小批量生产的最优选择。

EOS M290设备参数
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 楼主| 发表于 2016-12-29 20:38:03 | 显示全部楼层
EOS材料:

EOS提供材质类型:塑料、金属。

塑料材质:相对于消费级3D打印机和普通的工业级打印机,EOS由于专注于SLS技术,不论在打印精度还是成品的实用性上面都要高出很多。

尼龙11:粉末细腻,轻量化、热传导率高。常用于精密电子等行业的模型制作,小批量生产耐冲击部件,保证无裂痕(尤其是内饰件头部撞击区),制作机械应力部件(例如铰链)等。

尼龙12:具有杰出的机械性能和耐温性能,满足生物相容性ISO 10993-1,细节分辨率高且具有非常好的长期稳定性。可用于原型的制作、食品用途(高酒精含量除外),可进行高温染色与金属喷涂,用于具备耐用灵活特征的承重功能部件、设计部件及最终产品的制备。

聚苯乙烯树脂:具有优异的尺寸精度、表面质量及出色的长期稳定性;强度高且精加工性能优异。可用于消失模铸造、石膏浇注、陶瓷壳型铸造、真空铸造等。

尼龙+玻璃纤维:具有强耐磨损性、高刚性、良好的热性能,可长期不断使用,适合于高温染色与金属喷涂。适用于要求具备较高细节分辨率与出色表面质量的模型设计领域,可制作具有高刚度的承载功能部件、热应力零部件、最终产品及备品备件。

防火尼龙:阻燃,具有良好的机械性能、长期稳定性、出众的细节表现力。可进行高温染色与金属喷涂,设计验证样件、真空铸造、功能部件、最终产品及备品备件。

黑色尼龙:可承受高机械负荷,具有高刚性、出色的长期稳定性和出众的细节表现力,且磨损、刮擦、钻孔后不变色。可设计验证样件、高污渍部件、光学效果要求的技术部件、功能部件、最终产品及备品备件。

尼龙+碳纤维:具有优异的机械性能、高刚性、极端的抗压与强度性能,导电性能等。可制作表面精细的全功能性部件(比如可用于风洞测试)等。

尼龙+铝粉:具有优异的尺寸精度、高刚性、金属外观,具有出色的精加工性能,后处理时不易磨损。可用于演示模型、夹具、注塑模具,热应力外壳等功能件的制作。

金属材质:EOS的3D打印机是属于目前商业比较成熟的高端打印机。

铝合金AlSi10Mg:轻量化、较高的热传导率。
典型应用领域:工程应用,例如功能原型,小系列产品,个性化的产品或备件。可用于工程、赛车、汽车、航空航天、气动领域。

钛合金Ti64:重量轻、高比强度、生物相容性、耐腐蚀性。
典型应用领域:航天航空与工程、生物医学植入体等。

钴铬合金Co-Cr SP2:高强度、耐高温、耐腐蚀性、生物相容性,
热声学特点适合与烤瓷贴面。
典型应用领域:牙齿修复(冠,桥梁等)

钴铬合金Co-Cr MP1:高强度、耐高温、耐腐蚀性、生物相容性。符合ISO5832-4和ASTM F75(铸造钴铬钼合金植入合金)和大部分的ISO5832-12和 ASTMF1537(锻造钴铬钼合金植入)。
典型应用领域:耐高温工程应用(如涡)、医用植入体。

镍合金IN718:优异的耐腐蚀性、耐高温700°C,高性能拉伸强度,耐疲劳,抗蠕变和破裂。
典型应用领域:航空与陆上涡轮发动机部件、火箭与空间应用部件
化工与工业应用部件、石油和天然气工业零部件。

不锈钢PH1:具有很强的强度,符合ASTM E 8规格,硬度可轻易达到43 HRC。
典型应用领域:工程应用,包括功能原型,小批量产品,个性化的产品或备件;要求具备特殊强度与硬度的部件

不锈钢GP1:优异的韧性。
典型应用领域:工程应用,包括功能原型、小批量产品、个性化的产品或备件;需要高耐腐蚀性及可消毒的部件;需要特别高的硬度与韧性的部件。

模具钢MS1:致密度高,高强度,可抛光;易于后期机械加工、硬度可达55HRC,良好的热传导性。
典型应用领域:用于注塑模具、大批量制造、压铸等;适于制作航空航天应用高性能部件。



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 楼主| 发表于 2017-1-2 14:03:10 | 显示全部楼层
EOS公司3D打印应用领域:

航空航天:

在航空航天领域,EOS 3D打印技术很大一部分的应用是在涡轮发动机方面,这些发动机的用户追求的是技术不断的提升,来增加他整体发动机的效能,提升发动机的效能也就是节省它的油耗,这就是整个发动机行业的特殊需求。那么透过EOS的3D打印种技术可以实现他们很多复杂的设计。目前,全世界主要的航空发动机厂家都已经在使用EOS的3D打印技术,尤其是美国的GE公司在这方面做了很多的研究,它在去年收购了一家3D打印服务公司Morris Technologies,GE公司利用Morris 的3D打印技术打印喷气式飞机专用的发动机组件。在这个应用方面,金属3D打印可以实现传统加工工艺不能实现的一些特殊的设计。

汽车行业:

在汽车行业,传统的塑料还是有它的应用存在,就是在产品设计阶段快速地做一个产品的原型,来缩短它整个产品的开发和上市的周期。在汽车行业当然还有很多其它一些相关的应用,包括目前很多高档的汽车,它们很多内饰件已经不再用传统的方式生产,因为它的量不是那么的大,有很多产品是定制的,所以它可以在不开模具的情况之下,透过设计所取得的数据直接生产最终的零配件,这样就缩短了它的模具开发和模具投资的成本。

自动化领域:

这几年在工业自动化领域也有很多相关的应用,我们都知道目前国内外有很多企业都面临人力成本不断上涨和人员流失等问题,有些企业开始利用机器人或自动化来取代一些人力,不仅能缩减人力的成本还有提升它整个生产线的稳定性。在自动化的过程当中,需要很多配套的一些夹治具,这些夹治具都是因应的你生产的产品而在做变化的,所以怎么样维持一个高度弹性的生产线,就只能够透过3D打印技术很快速地去设计制造这样配套的夹治具,来提升它整个自动化的程度。

医疗行业:

医疗行业也是EOS非常关注的一个行业,就拿医疗行业的义齿加工来说,这个义齿加工的应用就完完全全发挥了3D打印的优势。首先,义齿加工是100%的定制产品,因为它本身的体积小,EOS的3D打印加工平台一天就能够生产超过400颗单位的义齿。由于定制和批量生产是一个背道而驰的概念,能够将背道而驰的概念在3D打印机上做一个结合,它结合了传统加工概念,在有效成本的前提之下做到批量生产,在这个应用上由于3D打印技术发挥了整个工艺的优势和特点,所以在义齿加工应用上3D打印就能完完全全能够去取代传统的加工方式。

模具行业:

除了医疗之外还有一个很重要的是在模具行业的应用,大家都知道模具是工业之母,各行各业都会用得到模具。在模具行业,传统加工只能做到非常简单有限的冷却系统,而模具冷却系统将直接影响模具的注塑周期和成型制品的品质。透过金属3D打印技术,让模具的设计人员能够设计非常有效的三维冷却水路,透过异性水路或三维水路的设计,我们可以有效地缩短整个模具的注塑周期,同时也能显著地提升它最终的塑胶产品的质量,这等于是一个双重的优势。

延伸阅读:选择性激光烧结SLS技术全球领导厂商德国EOS公司首次在中国成立3D打印技术中心【图文】
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 楼主| 发表于 2017-1-6 08:19:31 | 显示全部楼层
EOS 3D打印机介绍:
成型尺寸:340*340*620mm
精度:±0.1(100mm内),±0.5%(100mm以上)
材料:PA2200(纯尼龙PA12),PA3200GF(尼龙+玻纤)
应用领域:直接生产小批量产品、配件等。
成型尺寸:750*380*580mm
精度:±0.1(100mm内),±0.5%(100mm以上)
材料: PA2200(纯尼龙PA12)
应用领域:直接生产小批量产品、配件等。
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105956351173.jpg.middle.jpg EOS M100 金属粉末3D打印机
成型尺寸:直径100mm * 高95 mm
精度:
材料:
应用领域:
1456727666_1422495900_750-450.jpg EOS M290 金属粉末3D打印机
成型尺寸:250*250*325mm
精度:50μm~200μm
材料:不锈钢(GP1、PH1、361L)
应用领域:产品外观设计认证,高精度模具快速制作;
095729i06rj26zsn0sjdzj.jpg EOS M400 金属粉末3D打印机
成型尺寸:400*400*400mm
精度:
材料:
应用领域:
image1.jpg EOS M400-4 金属粉末3D打印机
成型尺寸:400*400*400mm
精度:
材料:
应用领域:



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 楼主| 发表于 2017-1-6 08:45:55 | 显示全部楼层
EOS 3D打印材料介绍:


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 楼主| 发表于 2017-1-6 08:46:51 | 显示全部楼层
eos是在国内占比非常大的金属机品牌,然而由于耗材绑定且价格昂贵,造成金属机买的起却用不起的窘境。
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