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產品介紹

3D 列印

EOSINT M 280

產品名稱 : EOSINT M 280

產品型號 : eos

產品說明

德國EOS公司為全球最大的雷射粉末燒結快速成型系統的製造商,其所擁有的雷射燒結技術也正是未來e-manufacturing的核心技術。符合從單件產品製造到大量的個性化產品生產的需求。可選擇機型使用不同材料(塑膠、金屬、矽砂),客戶有汽車、航空、醫療、模具、消費品、牙體製造。
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功能說明
德國EOS GmbH Electro Optical Systems公司自1989年在德國慕尼黑成立以來,一直致力於雷射粉末燒結快速製造系統的研究開發與設備製造工作。EOS公司現在已經成為全球最大同時也是技術最領先的雷射粉末燒結快速成型系統的製造商,其所擁有的雷射燒結技術也正是e-manufacturing的核心技術。

e-Manufacturing是由EOS公司所倡導的全新e製造整合服務,基於雷射粉末燒結成型技術的全新製造概念。從數位檔案直接進行快速的立體製作,達到彈性大、低成本的製造模式。這種製造方式能夠符合從單件產品製造到大量生產的不同市場需求。

EOS雷射粉末燒結快速製造系統具有e化、彈性、客製化與綠色製造的優點,適於應用在3C產品開發、航太產品、精密模具、樣品打樣、生醫材料製造上!目前德國EOS公司在金屬粉末雷射快速製造設備上為全球最頂尖供應商!德國EOS公司一直是全球快速製造的領導者!EOS公司所倡導的Design Driven Manufacturing對於傳統的製造產業,發揮了互補的功能,進而有了革命性的影響。


粉末材料

雷射燒結

成品


EOS雷射粉末燒原理

應用雷射燒結原理,根據 3D 模型切層後的二維幾何形狀,透過光學系統聚焦投射在工作物表面,使粉末燒結或融化成形。根據不同Z軸高度的二維形狀依序成型,逐漸堆疊成立體成品。

一般而言,雷射 EOS 燒結的方法非常多元。以燒結材料作區分。可以燒結的材料有:單一成份的元素 (single component) 或多種元素 (multiple component) 組成的粉末;聚合物、金屬、陶瓷、複合材料 (composite) ; 純金屬 (pure metal) 、預合金粉末 (pre-alloyed) 、混合粉末 (mix metal powder) 、粉末表面被覆著劑 (coated metal powder) 等。

Direct Metal Laser Sintering, DMLS 燒結方式則有其獨特之處。DMLS 採用的是純金屬燒結,燒結過程中不使用氧化物黏著劑 (organic binder) ,因此無需採用二次處理 (如滲銅作業或二次燒結) ,充分達到成型金屬改質與強化的最大效益。DMLS 所採用的燒結機制有:

1.多種金屬粉末混合的金屬融化 (melting) 或液相燒結 (liquid phase sintering) ,適用於EOS 所生產的 DirectMetal 及 DirectSteel 粉末。此類燒結會有微細的孔洞。

2.金屬粉末完全融化 (complete melting) 及初級粉末或預合金粉末 (elementary or pre alloyed powder) 再固化 (resolidification) 。適用於 EOS 所生產的 CobaltChrome, Stainless Steel, Titanium 粉末。此類燒結成品可達100%的緻密度。


EOS 雷射成型原理


Laser Sintering 的製程模式多元


DMLS 之金相圖,Top: DirectMetal (Bronze based), Bottom: Cobalt Chrome


EOSINT M 280

直接應用於金屬模具、治具、零配件、醫療植入物、牙體及植入物,和終端產品生產之雷射燒結技術!

目前EOS已開發出全新M280 System,無論在雷射系統、控制軟體、週邊設備、可成型的材料、加工能量、精度與速度上,都有很多的進步與提昇。

從最早期的機種只有 DM100 青銅材料,粉末平均粒徑 (particle size) 100μm,到目前 2011 年已將粒徑降至 20μm。其他材料仍然不斷開發中,有工具鋼 (Maraging steel):MS1、不鏽鋼 (Stainless Steel) 從 GP1、PH1、一直到 316L 材料,鈷基超合金 (Co Superalloys):MP1,牙醫專用材料 (Dental alloy):SP1, SP2,鈦基合金材料 (Ti–based alloys):Ti64、TiCP (商用純鈦)、鎳基超合金 (Ni-based alloys):Inconel 718、Inconel 625等、鋁合金 (Al alloys):AlSi10Mg等。目前仍持續不斷研發提昇各種材料。

 
M280 直接金屬雷射燒結技術 (DMLS) 應用於高階模具設計製造 異型冷卻水路 (Conformal Cooling Channel)
DMLS最大的應用之一是可設計”異型冷卻水路 (Conformal Cooling Channel) ”,達到最佳冷卻效果,提昇射出效率。由於傳統的 CNC 加工有許多先天上的限制,使得異型冷卻水路無法順利完成,導致射出成型過程中冷卻效果不彰,成品發生翹曲 (warpage0、短射(short shot) 、燒焦 (burn mark) 、融合線 (weld line) 、飛邊 (flash) 、散熱不均 (sink mark) 等現象。

異型冷卻水路方法步驟圖,工程師可選擇在公模側或母模側 (或兩側)進行水路設計!一般而言,在公模側進行異型冷卻水路設計,可以改善上述的射出缺點!母模側保留簡單的冷卻水路設計,以達到最佳的 ID 表面。

德國 LBC 公司目前使用 DMLS 技術完全發揮異型冷卻水路的最佳效益!圖14為公母模 (core & cavity) 同時採用異型冷卻水路的方式,隨後採用 DMLS 技術直接燒結4套模具。此一作法大幅縮短從開模、備模、修模的時間。

由於產品幾何造型之限制,為了達到最佳冷卻效果,必需進行橢圓 (ellipse) 冷卻水路設計,採用1.3mm*1.8mm 橢圓斷面 (等於1.3mm直徑) , 兩個冷卻閉迴路設計 (closed loop) ,分別是1*4次及1*5次冷卻迴路,冷卻水壓是6 bar,總長達到12.m,冷卻媒介是水。


異型冷卻水路方法步驟

異型冷卻水路設計與DMLS製作

德國LBC公司冷卻水路設計


異型冷卻水路設計的經典範例。共有8個直徑0.3mm的冷卻水路,總長達10m的冷卻水路設計,同時確保各段的流通水壓都相同,以達到最佳冷卻效果。

DMLS突破了製造上的瓶頸,使各種斷面形式的冷卻水路得以實驗!各種幾何斷面形狀的冷卻水路設計。以往CNC加工只能製作圓形或對稱形狀的水路,使用 DMLS 後,水路設計幾乎毫無限制!換言之,應用特殊幾何斷面的冷卻水路,因為雷諾數增加 (higher Reynolds number),使得冷卻水路產生紊流 (turbulence),達到更佳的冷卻效益。

更為有趣的例子。如果模具中的兩頂針 (ejector) 之間的空間非常窄,模仁厚度又無法增加的情形下,藉由 DMLS 的加工方式達到改變冷卻水路斷面的設計。當改變這種斷面形狀時,需維持一定的斷面面積,以避免流動阻力產生 (flow braking effects)

異型冷卻水路設計的經典範例

各種幾何斷面形狀冷卻水路設計

多變的冷卻水路設計以符合兩頂針之間的空間流過


複合式模具(Hybrid Tooling)設計與製作

在高度複雜的模具工業中,DMLS非常適於局部的模具製作,尤其在大型模具開發中!由前所述,由於DMLS的每層燒結採液相燒結或金屬粉末完全融化(complete melting),成型時間較長。因此,綜合運用CNC與DMLS可以發揮模具製做的最大效益!圖19的大面積處使用CNC加工,Insert部份使用DMLS成型 。 圖20所使用的材料是青銅材料DirectMetal 20製做完成的模仁,模座則採CNC加工,模具開發時間縮短至5天,量產數可達25,000件射出件。


綜合運用CNC與DMLS可以發揮模具製做的最大效益

DirectMetal 20製做的模仁


德國LBC公司使用CNC與DMLS技術所發展出的Hybrid Tooling方式成功開發射出模具產品,其詳細方法及流程詳細記載成九個步驟。其關鍵部份是單純而簡單的模仁(core)採用CNC加工製做,異型水路的部份則採用DMLS方式加工。

德國LBC公司使用Hybrid Tooling方式成功開發射出模具產品


EOSINT P100 FORMIGA


快速製造塑膠件的最佳選擇。可直接製造量產系列產品、備用品、能原型件及精密鑄造或真空鑄造之塑料雷射燒結系統。成型尺寸:200 mm x 250 mm x 330 mm

EOSINT P395


快速製造塑膠件的最佳選擇。可直接製造量產系列產品、備用品、能原型件及精密鑄造或真空鑄造之塑料雷射燒結系統。成型尺寸:340 mm x 340 mm x 620 mm

EOSINT P760


快速製造塑膠件的最佳選擇。可直接製造量產系列產品、備用品、能原型件及精密鑄造或真空鑄造之塑料雷射燒結系統 。成型尺寸:700 mm x 380 mm x 580 mm

EOS P800


高溫雷射燒結塑件系統,生產的PEEK塑件耐溫達385。快速製造工程結構件或生醫用途產品的最佳選擇。目前在汽機車部品、航太零件、醫療產品、電氣及耐衝擊等功能結構件等領域,有很好的應用,充分發揮快速製造的特色。成型尺寸:700 mm x 380 mm x 560 mm



EOS S750

雷射燒結專用鑄造砂模設備(Laser-Sintering of Foundry Sand),不用原型即可直接完成砂模鑄造作業,成型尺寸:720 x 380 x 380 mm。



成型原理示意圖

S750製作的砂模範例

EOSINT S的開發歷史

直接使用EOS S進行砂模鑄造

Integrated Process Chain Management(IPCM) 與S750達成自動化流程的示意



技術規格


名稱 檔案
機器種類 - Dental系列
EOS Dental Brochure March 2011 開啟/下載
機器種類 - M系列
M_Compatibility_material-machine_11-07_en 開啟/下載
M280 Brochure_e 開啟/下載
M280 Brochure中文 開啟/下載
TD_M270_en_2010 開啟/下載
TD_M280_en_2011-03-29 開啟/下載
機器種類 - P系列
EOSINT_P_395_1109中文版 開啟/下載
EOSINT_P_395_EN_1109 開啟/下載
EOSINT_P_760_EN_1109 開啟/下載
EOSINT_P_800_EN_0811 開啟/下載
EOSINT_P100 開啟/下載
TD_P100_en 開啟/下載
TD_P390_en 開啟/下載
TD_P730_en 開啟/下載
機器種類 - S系列
DM S750 開啟/下載
TD_S750_en 開啟/下載
系統種類
M_IQMS_en_2010-11-30 開啟/下載
TD_DeveloperKit_M_en 開啟/下載
材料種類 - Metal
AlSi10Mg_Material_data_sheet_05-11_en§ 開啟/下載
AlSi10Mg_Safety_data_sheet_07-09_en 開啟/下載
CoCr_SP1_M270_Material_data_sheet_05-07_en 開啟/下載
CoCr_SP1_Safety_data_sheet_11-06_en 開啟/下載
CoCr_SP2_Safety_data_sheet_04-08_en 開啟/下載
CoCr-MP1-M270_Material_data_sheet_10-10_en§ 開啟/下載
CoCr-SP2-M270_Material_data_sheet_03-09_en§ 開啟/下載
DM20_M270_Material_data_sheet_1007_EN 開啟/下載
DS_M270_Material_data_sheet_01-06_en 開啟/下載
M_Compatibility_material-machine_11-07_en 開啟/下載
MS1-M270_Material_data_sheet_12-10_en§ 開啟/下載
NiAll-IN625-M270_Material_data_sheet_10-10_en§ 開啟/下載
NiAll-IN718-M270_Material_data_sheet_10-10_en§ 開啟/下載
Ni-IN718_Safety_data_sheet_12-08_en 開啟/下載
SS_17-4_M270_Material_data_sheet_06-06_en 開啟/下載
SS-GP1-M270_Material_data_sheet_04-09_en§ 開啟/下載
SS-PH1-M270_Material_data_sheet_12-08_en§ 開啟/下載
Ti-Ti64-M270_Material_data_sheet_05-11_en§ 開啟/下載
材料種類 - PEEK
PEEKHP3_Material_data_sheet_07-08_en_provisional 開啟/下載
PEEKHP3_Material_data_sheet_12-01_en 開啟/下載
PEEK-VICTREX-EOS-30102009 開啟/下載
材料種類 - Plastic
ABS與PA的比較說明-ABSvsPA 開啟/下載
Alumide_Material_data_sheet_en 開啟/下載
CarbonMide_Material_data_sheet_en 開啟/下載
MaterialData_PA_2200_en 開啟/下載
MaterialData_PA_3200GF_en 開啟/下載
P_Compatibility_material-machine_04-09_en 開啟/下載
PA 2202 Black 開啟/下載
PA_2201_Material_data_sheet_en 開啟/下載
PA_2210_FR_Material_data_sheet_en 開啟/下載
PA2200_Material_data_sheet_12-08-中英對照 開啟/下載
PA2200_Safety_data_sheet_04-11-中英對照 開啟/下載
PrimeCast_101_Material_data_sheet_04-07_en 開啟/下載
PrimeCast_101_Safety_data_sheet_en 開啟/下載
PrimePart ST 開啟/下載
PrimePart_DC_Material_data_sheet_en 開啟/下載
PrimePart_DC_Safety_data_sheet_02-08_en 開啟/下載
PrimePart_Material_data_sheet_en 開啟/下載
PrimePart_Safety_data_sheet_01-08_us 開啟/下載
材料種類 - Sand
MaterialData_Ceramics5-2_en 開啟/下載
MaterialData_Quartz4-2_en 開啟/下載
MaterialData_Quartz5-7_en 開啟/下載
P 及 M 設計法則
Design for e-Manufacturing 開啟/下載
Design rules for e-Manufacturing 開啟/下載
DMLS_Design-Rules_en 開啟/下載
EOS Design Rules Design study living hinge sintering 開啟/下載
EOS_Whitepaper_MechTesting_ENG_1109_3 開啟/下載
Investigation of detail resolution on basic shapes and development of design rules 開啟/下載
P 技術
Digital_Forming_Lisa_Harouni_Democratization_of_Design_EN 開啟/下載
EOS_Florian_Pfefferkorn_Polymer_Laser-Sintern_Updates_EN 開啟/下載
Finishing of EOSINT P parts Session Vibratory grinding, coloring and powder coating 開啟/下載
Laser Sintern immer kleiner und feiner 開啟/下載
MVR – A Tool For Quality Control Of Laser Sinter Powder 開啟/下載
WMS Flocktechnik 開啟/下載
M 技術及異型水路
A digital approach to conformal cooling 開啟/下載
Advanced_Tooling_with DMLS_Weilhammer 開啟/下載
EOS__M_280_update technology 開啟/下載
EOS_tooling_applications_20100727 開啟/下載
EOS_Whitepaper_mould_temperature_control_procedure_high_quality_201007 開啟/下載
EOSINT M Materials for Direct Metal Laser-Sintering (DMLS) 開啟/下載
IUM 2008 E-Manufacturing Solutions for Tooling 開啟/下載
LBC_Ralph_Mayer_DMLS_of_injection_mould_inserts_EN 開啟/下載
S 技術
EOS S750_standard 開啟/下載
Design 設計精品
Architecture With EOS-DETEKT 開啟/下載
Digital_Forming_Lisa_Harouni_Democratization_of_Design_EN 開啟/下載
FreshFiber DETEKT 開啟/下載
Materialise_Wim_Michiels_AM_revolutionizing_the_way_we_design_and_manufacture_EN 開啟/下載
Shapeways DETEKT 開啟/下載
Shapeways_Peter_Weijmarshausen_factory_of_the_future_EN 開啟/下載
Medical 應用
3T_RPD_Ian_Halliday_cranial_plate_manufacturing_using_DMLS_EN 開啟/下載
EOS_Joerg_Lenz_Customized_Implant_Manufacturing_EN 開啟/下載
Medical Device e-Manufacturing Targets 開啟/下載
netfabb_Ulf_Lindhe_Osseointegration_EN 開啟/下載
PA2200_Certificate_Biocompatibility_ISO_10993-1_en 開啟/下載
PA2200_Certificate_Biocompatibility_USP_level_6_en 開啟/下載
Within_Sia_Mahdavi_Advanced_Design_for_AM_EN 開啟/下載
Dental 應用
BEGO_Dr_Ingo_Uckelmann_Individualisierte_Serienfertigung_Dental-Prozesskette_DE 開啟/下載
CE_certificate_CoCrSP2_CoCr_SP1_EOS_Finland_20080320 開啟/下載
Dental - Quality_system_certificate_93_42_EEC_EOS_Finland_20080320 開啟/下載
Dental Process Chain 開啟/下載
航太汽車應用
Additive Manufacturing for Aerospace, Opportunities and Challenges 開啟/下載
Aerospace-DETEKT 開啟/下載
e-Manufacturing - Next Generation Technology for Aerospace Production 開啟/下載
P Vehicle Solution-DETEKT 開啟/下載
Possible Aerospace Applications (200410) 開啟/下載