利用激光器來(lái)打造金屬部件的兩種重要手段分別是粉末床法和直接能量沉積，后者又稱之為激光金屬沉積（LMD）。 Laserline 公司主要關(guān)注的是第二種類型。 根據(jù)應(yīng)用，LMD 能夠以更高的生產(chǎn)率（沉積速率可轉(zhuǎn)化為更高的產(chǎn)能）生產(chǎn)出更大的部件尺寸，這是因?yàn)榕c粉床設(shè)備不同，這種增材制造工藝不受建筑空間的尺寸限制。在許多情況下，它的加工速度也要快得多。
基于本文中的示例，Laserline 確定了公司操作的四個(gè)主要的增材制造應(yīng)用領(lǐng)域。這些領(lǐng)域除了通過(guò)增材制造生產(chǎn)完整部件外，還包括焊接修復(fù)應(yīng)用或混合機(jī)械 ——這是一種傳統(tǒng)機(jī)加工和激光技術(shù)的組合，第四個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域則是在常規(guī)制造的部件上提供功能區(qū)域。
64 鈦粉末采用閉環(huán)過(guò)程控制進(jìn)行增材制造
增材制造技術(shù)能夠在單個(gè)生產(chǎn)步驟中生成形狀和結(jié)構(gòu)，并且?guī)缀鯖]有材料損失，沒有后期加工和零工具磨損（近凈成形制造）。因此，可以使用粉末材料或線料。使用線料的好處是可以獲得100％的材料利用率。
下圖展示的是一個(gè)使用鈦材料打造的增材制造例子，工藝中也運(yùn)用了過(guò)程控制。 基于相機(jī)的系統(tǒng)（在這種情況下是E-MAqS）能夠測(cè)量熔池的尺寸和溫度。此外，它可以向激光源提供反饋并相應(yīng)地調(diào)節(jié)激光功率以保持熔池的理想尺寸。這繼而確保了零件制造的可重復(fù)性以及一致性，并且零缺陷。
另一個(gè)有前景的方法是將激光光源整合到機(jī)床中。有幾種混合機(jī)床概念正在開發(fā)中：其中之一是增材和減材的結(jié)合，這實(shí)現(xiàn)了新的制造水平。 一個(gè)例子是激光器與5軸銑床的組合。 集成的二極管激光器逐層沉積粉末金屬，形成非常緊致的固體金屬部件。 之后的銑削操作不需要更改設(shè)置，可以直接在所需的區(qū)域完成表面加工。
激光和銑削之間的靈活切換也能夠?qū)﹄y以達(dá)到的最后一個(gè)部件的區(qū)域進(jìn)行精加工。具有底切，內(nèi)部幾何形狀和懸垂件的設(shè)計(jì)完全不需要支撐結(jié)構(gòu)。如今，制造全新的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)已經(jīng)成為可能。所有可焊接金屬，只要能以粉末形式出現(xiàn)，就可以被使用，例如鋼，鎳和鈷合金以及鈦，青銅或黃銅。
從Laserline 的角度看，增材制造的第三個(gè)重要領(lǐng)域是焊接修復(fù)應(yīng)用。渦輪葉片的修復(fù)可能是最廣泛使用于工業(yè)化領(lǐng)域的應(yīng)用。蒸汽機(jī)中的渦輪葉片，尤其是前兩排，承受了大量的腐蝕磨損?？梢酝ㄟ^(guò)放置幾層（主要是鎳/ 鈷基超耐熱合金）的方式并沿著加工表面來(lái)修復(fù)磨損區(qū)域，而無(wú)需替換整個(gè)部件。
與制造新刀片相比，這種再制造流程節(jié)省了高達(dá)90％的材料和能源成本。盡管渦輪葉片是激光焊接修補(bǔ)中最突出的例子，該步驟也可以用來(lái)修復(fù)其它部件。例如，蝸桿軸，螺旋齒輪，模具等等。 當(dāng)談及增材制造時(shí)，大多數(shù)人都會(huì)聯(lián)想到生產(chǎn)完整的零件。 但事實(shí)并不總是如此。 通常，從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看，在合適的地方為常規(guī)（且相對(duì)便宜的）的生產(chǎn)部件增加一個(gè)功能區(qū)是更有意義的。
在這種情況下，100磅的耐磨鎢鉻鐵合金21粉末材料沉積在金屬管基體結(jié)構(gòu)上以形成擠出機(jī)螺紋。 另一個(gè)例子是傳感器需要屏蔽磁性干擾，可以在鉆頭上加上功能層。 鑒于此，通過(guò)使用常規(guī)和增材制造技術(shù)的巧妙組合，既可以生產(chǎn)出先進(jìn)的零部件，又不會(huì)增加成本。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
