Laser Metal Deposition

Laser Metal Deposition（LMD) レーザ ・ メタル ・ デポジション

レーザ粉体肉盛りシステム

Laser Metal Deposition

トルンプ社は世界最大の（ディスク・CO2)レーザ

発振機及びレーザ加工機メーカー

1923年設立：85年の歴史

本社：ベンツやポルシェの本社があるドイツ有数の工業都市シュツットガルト郊外

従業員数：全世界に約9500人

世界23カ国、43拠点

2009年、愛知産業株式会社とレーザ粉体肉盛りおよび、その関連製品の補修の分野で使用される機器に関して販売総代理店契約を締結

1977年、横浜に日本法人トルンプ株式会社設立、LMDに使用されるレーザ発振機はトルンプ株式会社がメンテナンスいたします。

トルンプ社概要

Laser Metal Deposition

レーザ・メタル・デポジションとは

• 母材の希釈率を低減できる

• 熱ひずみや熱影響部の低減できる

• 肉盛りの厚さを正確にコントロールすることが可能

• 粉末材料の混合比率を正確にコントロールすることにより冶金的に優れた機能をもった肉盛り溶接が可能

レーザをワークに照射し，その照射領域に金属粉末を噴射することにより，レーザで粉末を溶解肉盛りする方法です。

制御性の良いレーザプロセスと、独自の制御機構を持った

粉体供給装置により、下記の優れた特徴を可能にしています。

Laser Metal Deposition

トルンプ社製

・ パウダー供給装置 ・ 加工ヘッド

１，ロボット又は特注システム ２，トルンプ社製レーザ発振機 ３，パウダー供給装置 ４，お客様に応じたシステムの提供

・ ロボット（２０Kg 可搬以上）

トルンプ社製

・ ディスクレーザ発振機

・ 操作画面は日本語で対応

レーザメタルデポジション装置の構成

Laser Metal Deposition

同軸ノズル ・ 2D 用で下向きのみ ・ 微細加工が可能 （デポジションスポット径 0.6mm）

３ビームノズル ・ ３Ｄ用で90°までの傾斜可能 ・ 効率の良い肉盛りに最適 （デポジションスポット径 5mm≥ 1.5mm）

非同軸偏心ノズル ・ 2D 用で狭い角などのセンターノズルタイプ では接近できない形状に最適

加工ヘッド ノズル形状の選択

・ センターノズルタイプ

・ サイドノズルタイプ

Laser Metal Deposition

パウダーコンテナーの数 標準仕様 ：２ポット オプション：１、２、3、４個の ポットから選択可能 （１種類の材料or複数材料の混合） パウダーコンテナーのサイズ 標準サイズ ：1500 cm3

オプション大型：5000 cm3

溝の幅 標準： ・ミディアムスリット 溝の幅5mm オプション ： ・スモールスリット 溝の幅3.5mm ・ラージスリット 溝の幅11mm ・特大スリット 溝の幅16mm 旋回速度

標準 ：10rpm 5～30g/min オプション ： 3rpm 1～10g/min キャリーガス 標準 ：アルゴンガス オプション ：ヘリウムガス シールドガス ：アルゴンガス オプション ：粉末加熱装置 湿った粉末をパウダーをコンテナー内部で50℃まで加熱することにより 粉体の送給性能を向上させる装置です

パウダー装置構成要素の選択

溝の幅と旋回速度で粉体の供給量を制御

Laser Metal Deposition

• 金属とセラミックスの混合材料を用いた場合に

セラミックスなどの硬質粒子を溶融させないで肉盛りが可能

• 硬質粒子の比率が高い状態まで幅広く制御できる

• 0.1mm～1.8mmの範囲で肉盛りの厚さをコントロール可能

規定の厚さに対して限りなく余盛りを少なくし、機械加工時間を大幅に短縮

• ビード幅は0.3mm～5.0mmの間でコントロール可能

母材の炭素鋼に、炭化タングステンがニッケルに分散された肉盛り例

母材の球状黒鉛鋳鉄にステライトの肉盛り例

レーザ肉盛り溶接プロセスの優れた特長

Laser Metal Deposition

・ ロボットを用いて３Ｄ曲面の多種多様な形状に対応

・ ドリルコンポーネント, ポンプ,バルブ, ゲートバルブの肉盛硬化

代表的な材料:コバルト合金（ステライト）

・ アブレーション、腐食、剥離に対する高い耐性をもったマルチ

レイヤーシステム

レーザ肉盛り溶接プロセスの優れた特長

Laser Metal Deposition

・ 造形の創造に最適

・ ケーシングなどの、化学反応やアブレーションによる減厚部分の補修

代表的な材料: インコネル718, 738 , チタン合金 64, 6242

レーザ肉盛り溶接プロセスの優れた特長

Laser Metal Deposition

ジェットエンジン関係の代表的な材料: ・ Iインコネル 718, 738 ・ チタン合金 64、6242 ・ Waspalloy（ニッケル、コバルト合金） 石油化学関係の代表的な材料: ・ コバルト合金 （ステライト) ・ ニッケル合金 ・ 炭化タングステン 建設機械、林業農業などの代表的な材料: • ステライト ・ 炭化タングステン 船用エンジンなどの代表的な材料 ・ インコネル718 ・ ステライト 6, 21, F 産業機械関係の代表的な材料 シーリング表面, 押し出しシャフト,ガイドのクラッディング 磨耗、剥離、破断、腐食などに対する高耐性組織 ・ ステライト 6, 21, F ・ 炭化タングステン ・ 炭化チタン 金型産業の代表的な材料 補修や設計変更がおこなわれる場合の、ノジュラー鋳鉄製の引き抜き ダイのクラッディング トリミングダイの製造や補修 代表的な材料: ・ コバルト合金 （ステライト) ・ ニッケル合金

パウダー材質適用例

Laser Metal Deposition

レーザメタルデポジション システム 技術資料

・ 肉盛り速度 5～ 220 cm3/h ・ 単層肉盛り厚さ 0.3～ 1.8 mm ・ シングルビード幅 0.3～ 5.0 mm ・ パウダー可能サイズ 最適範囲 45～90 um 可能範囲 25～150 um

プロセス 応用 利点 欠点

溶射 耐磨耗 , 耐熱コーティング

低投資価格, 低レベルの要求に対して適当

密着性低い, 汚く騒音があるプロセス, 積層組織はきめ細かくない

超音速溶射 (HVOF )

耐磨耗 , 耐熱コーティング

多くの材料に対して採用可能 , 優れたデポジション速さ

高投資価格, 汚くひどい騒音があるプロセス, エネルギー消費量大, 積層組織はきめ細かくない

プラズマ粉体肉盛り、アーク粉体肉盛り

耐磨耗, 補修, 改良(寸法変更）

抵投資価格 , 知名度や実績がある

希釈率が大きく、入熱も大きい, 余盛過多で後の機械加工量も大きくなる

レーザの利点と他の方法との比較表

Laser Metal Deposition

• 愛知産業株式会社 レーザプロジェクトチーム

• 〒141-0011

• 東京都品川区東大井2-6-8 TEL 03-6800-1122

• FAX03-6800-2066

仕様一覧

レーザ発振器仕様

型式*1 TruDisk 1000 TruDisk 2000

レーザ出力 1000 W 2000 W

一時側入力電圧 3相 400V 3相 400V

電源設備容量 5KW 7KVA 11KW 16.5KVA

外寸 H1350*W1460*D730 H1620*W2890*D1300

ビーム品質 2 mm▪mrad 8 mm▪mrad

最小光ファイバ径 50 µm 200 µm

最大消費電力 5 kW 11 kW

冷却水温度範囲 5 °C-20 °C 5 °C-20 °C

粉末供給機仕様

一時側入力電圧 3相 400V

電源設備容量 1KVA～2.6KVA

外寸 H1430*W650*D650

肉盛速度 5～ 220 cm3/h

単層肉盛厚さ 0.1～1.8mm

シ ングルビード幅 0.3～5mm

粉末の粒度 45～90㎛

LMD専用ヘッド仕様

外寸 L750*W180*D110

重量 10Kg

＊システムの詳細につきましてはお問い合わせください