DMG MORI公司獨(dú)特的混合式（增材制造與傳統(tǒng)制造結(jié)合）加工解決方案，是一項(xiàng)令眾人矚目的新技術(shù)，它將銑削加工技術(shù)與激光金屬沉積加工工藝結(jié)合在一起，應(yīng)用于一臺(tái)具有完整銑削功能的LASERTEC 65型激光熔覆加工機(jī)床上。
該工藝采用了一套粉末噴嘴，其在粉末床中的加工速度要比激光燒結(jié)加工技術(shù)快20倍。增材制造技術(shù)市場一直在迅速增長之中，但迄今為止，在大多數(shù)情況下只適合于制造無法用其他方法生產(chǎn)的樣品和小型零件。
通過在一臺(tái)機(jī)床上將增材制造與傳統(tǒng)的減材制造這兩種加工技術(shù)結(jié)合在一起，使增材制造的生產(chǎn)能力得到進(jìn)一步擴(kuò)大和補(bǔ)充，以替代與諸如銑削加工和車削加工相競爭的傳統(tǒng)機(jī)加工方法。
DMG逆天的混合制造技術(shù)
向來以激光蝕刻技術(shù)而聞名的SAUER LASERTEC激光技術(shù)公司，是DMG MORI集團(tuán)的一部分，一直與DMG MORI美國公司一起從事混合式加工解決方案的研究開發(fā)工作。該公司推出了一臺(tái)配有激光金屬沉積工藝的二極管激光裝置和具有完整銑削功能的LASERTEC 65型增材與減材制造復(fù)合型激光熔覆加工機(jī)床。
“通過在一臺(tái)機(jī)床上將增材加工技術(shù)與銑削加工和車削加工技術(shù)結(jié)合在一起， 使增材加工技術(shù)不再只限于加工小型工件，”DMG MORI公司先進(jìn)解決方案開發(fā)部高級(jí)副總裁兼首席技術(shù)執(zhí)行官Gregory A. Hyatt先生解釋說，“我們的重點(diǎn)是創(chuàng)建一種工業(yè)界中能夠加工更加典型和更大工件的解決方案，例如航空航天工業(yè)、模具及能源工業(yè)，以達(dá)到金屬沉積速度更快、生產(chǎn)效率更高和經(jīng)濟(jì)效益更加合理的目的。”
不同于采用粉末床的激光燒結(jié)技術(shù)，采用粉末噴嘴的加工工藝可允許制造生產(chǎn)大型零部件。其3.5kg/h的熔積速度，可使這一工藝的加工速度比采用粉末床的激光燒結(jié)工藝快20倍。再與銑削工藝相結(jié)合，使該技術(shù)得到全新的應(yīng)用成為可能。這種零部件可分段加工成型，凡是需要精密加工的重要部位，采用銑削加工操作，但這中間發(fā)生的某些部位，在采用沉積加工工藝以后，銑刀是無法接近的。
DMG LASERTEC 65 3D金屬打印
該混合式加工機(jī)床將銑削加工的高精度和高表面光潔度等優(yōu)點(diǎn)，與激光粉末沉積加工的靈活性和高熔積速度結(jié)合在一起。“對(duì)于采用傳統(tǒng)銑削工藝加工的整體零件而言，其材料的浪費(fèi)率達(dá)到95%以上，而采用混合式加工工藝，則可以節(jié)約很可觀的生產(chǎn)成本，其材料浪費(fèi)率可減少約5%。”
LASERTEC 65型增材制造激光熔覆加工機(jī)床上配有一套二極管激光裝置來代替刀具，將噴涂金屬粉末材料添加到激光束之中，使金屬粉末一層一層地熔覆在基材之上。從而在沒有氣孔或裂縫的情況下，使粉末與基材熔合在一起。金屬粉末與基材表面之間形成了一個(gè)高強(qiáng)度的焊接效應(yīng)。冷卻后，可對(duì)沉積金屬層，采用機(jī)械方法進(jìn)行加工。
激光沉積加工技術(shù)并不是什么新鮮的工藝，但卻是一種可靠且成熟的加工工藝，特別適于將其融入到DMG MORI公司的高品質(zhì)數(shù)控機(jī)床之中，例如該公司的DMU、NT和NTX系列機(jī)床。與獨(dú)立的加工解決方案相比，采用常規(guī)加工工藝與增材制造工藝相結(jié)合的方法，將具有越來越重要的意義。
該工藝的最大優(yōu)越性在于其可用于將類似的或不同的金屬層熔合在一起，根據(jù)不同的精度要求進(jìn)行機(jī)加工，然后再熔覆添加下一層金屬，而該區(qū)域采用銑刀或其他刀具是無法接近的。因此，混合式加工解決方案對(duì)維修工作和模具生產(chǎn)具有很大的實(shí)用意義，而且對(duì)其他應(yīng)用領(lǐng)域也提供了一種令人感興趣的可選用方式，特別是無法采用其他增材制造技術(shù)的大型零部件加工領(lǐng)域。
適合于加工航天或能源行業(yè)所需零件的大型機(jī)床，其價(jià)格是非常昂貴的，因此，擁有一臺(tái)既可以進(jìn)行粗加工，又可以在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行沉積加工和精加工的大型機(jī)床，對(duì)客戶來說是一件非常經(jīng)濟(jì)和理想的事情。
在能源、石油和天然氣行業(yè)，零部件往往需要噴涂一層合適的合金防腐層，例如鉻鎳鐵合金防腐層，以保護(hù)任何指定的區(qū)域。采用熔覆工藝可為在惡劣環(huán)境中使用的管道、閥門、凸緣和特殊金屬結(jié)構(gòu)件提供防腐保護(hù)。采用一臺(tái)混合式加工機(jī)床，可以在一次性調(diào)試裝卡過程中，完成基材和熔覆材料的加工和最后的精加工工藝，這將有利于節(jié)約生產(chǎn)成本以及縮短產(chǎn)品的交貨期。
LASERTEC 65型激光熔覆加工機(jī)床，是由SAUER LASERTEC公司與DMG MORI公司共同合作在德國的Pfronten鎮(zhèn)建造的，該機(jī)床以DMU 65型monoBLOCK單體機(jī)床為基礎(chǔ)，將結(jié)構(gòu)高度緊湊的 5軸銑削加工和激光金屬沉積加工技術(shù)結(jié)合在一起，配有一套2kW的二極管激光裝置。所有常見的金屬粉末都可以在這臺(tái)機(jī)床上加工處理，包括鋼、鎳和鈷合金以及黃銅或鈦金屬。
在操作過程中，激光加工頭通過一HSK接口與主軸相連接。當(dāng)該機(jī)床用于銑削加工時(shí)，它可以自動(dòng)地旋轉(zhuǎn)到一個(gè)受保護(hù)的停靠區(qū)。激光工藝的控制系統(tǒng)安裝在一個(gè)獨(dú)立的機(jī)柜中，使其可以很容易地將該系統(tǒng)與DMG MORI集團(tuán)的其他機(jī)床配套使用。
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