關(guān)于“送粉”和“送絲”的增材制造工藝，我們通常的印象是大型的工業(yè)級制造設(shè)備，這些設(shè)備通常非常昂貴，其加工尺寸受到設(shè)備本身的限制。那么有沒有一種新的途徑，可以讓加工尺寸本身突破限制，但又可以一定程度上保證加工精度與質(zhì)量？

德國聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）的ProLMD資助項目證明了機器人+粉末材料激光沉積/金屬絲激光沉積的可行性。由Fraunhofer ILT弗勞恩霍夫激光研究所開發(fā)的增材制造技術(shù)采用模塊化設(shè)計，可以經(jīng)濟高效的集成到企業(yè)現(xiàn)有的帶機器手的生產(chǎn)線中。

本期，3D科學(xué)谷融合了來自德國聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）的Helmut Bossy博士，庫卡工業(yè)公司的Günter Neumann，F(xiàn)raunhofer ILT弗勞恩霍夫激光研究所的Johannes Henrich Schleifenbaum教授，卡爾斯魯厄技術(shù)學(xué)院（KIT）的Stefan Scherr，四位項目參與方的觀點來與谷友分享這種模塊化解決方案的優(yōu)勢。

Johannes Henrich Schleifenbaum教授（亞琛弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所ILT的增材制造主任，亞琛工業(yè)大學(xué)數(shù)字增材生產(chǎn)DAP學(xué)院主席，ACAM亞琛增材制造中心總裁）

帶有LMD處理頭和集成線激光掃描儀的機器人系統(tǒng)，該機器人幾乎可以不受任何限制地加工并實現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀。

來源：Fraunhofer ILT

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無需昂貴投資的增材制造

/ 融合創(chuàng)新

根據(jù)Helmut Bossy博士，ProLMD項目從一開始就與眾不同，根據(jù)Fraunhofer ILT與應(yīng)用領(lǐng)域的合作成果，可以快速實現(xiàn)在大面積部件上進行局部激光沉積增材制造。兩種方法的融合是創(chuàng)新的：粉末材料激光沉積和金屬絲激光沉積。

▲Fraunhofer開發(fā)的模塊化激光金屬沉積技術(shù)

來源：Fraunhofer

通過Fraunhofer ILT，加深了對粉末材料激光沉積和金屬絲激光沉積工藝的科學(xué)理解，并對熔覆裝置進行了必要的改進。在工業(yè)制造環(huán)境中，需要在受控氣氛中通過機器人進行熔覆作業(yè)，并通過非接觸式測量技術(shù)以確保質(zhì)量。Fraunhofer ILT在加工工藝和質(zhì)量控制方面具備深厚的開發(fā)經(jīng)驗，從而開發(fā)出模塊化解決方案。這是專門針對中型公司而設(shè)計的，使得增材制造過程的可用性和易于處理方面提升了一大步。

▲Fraunhofer開發(fā)的模塊化激光金屬沉積技術(shù)

來源：Fraunhofer

/ 機器人技術(shù)的新標準

與庫卡的合作源于2015年，庫卡接管了位于亞琛Fraunhofer ILT附近Würselen的Reis Lasertec，以進一步擴大市場影響力。因此，庫卡將增材制造視為目標市場，正在嘗試為其機器人技術(shù)樹立新標準。庫卡希望使的整個增材制造解決方案更便宜，并開發(fā)標準化的機器人單元。目前在Würselen，庫卡打造了完整的基于機械臂的增材制造系統(tǒng)，庫卡機器人+激光沉積技術(shù)的解決方案有望成為一種更為經(jīng)濟的增材制造解決方案。

▲Fraunhofer開發(fā)的模塊化激光金屬沉積技術(shù)

來源：Fraunhofer

/ 融合創(chuàng)新

根據(jù)Fraunhofer ILT的Johannes Henrich Schleifenbaum教授（亞琛弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所Fraunhofer ILT的增材制造主任，亞琛工業(yè)大學(xué)數(shù)字增材生產(chǎn)DAP學(xué)院主席，ACAM亞琛增材制造中心總裁），F(xiàn)raunhofer ILT是德國第一家全面推動數(shù)字化的增材制造（AM）行業(yè)應(yīng)用發(fā)展的研究所。

▲Fraunhofer開發(fā)的超高速激光金屬沉積技術(shù)

來源：Fraunhofer

雖然LMD激光金屬沉積的技術(shù)在涂層領(lǐng)域是眾所周知的，但是在增材制造領(lǐng)域，這仍然是一個相對較年輕的技術(shù)，這種技術(shù)具有許多優(yōu)勢，因為僅在本地提供材料，就可以制造更大的零件。

▲Fraunhofer開發(fā)的金屬絲激光沉積技術(shù)

來源：Fraunhofer

目前來說增材制造與傳統(tǒng)的鑄造或其他成型工藝相比，通常很昂貴?，F(xiàn)在，ProLMD項目使得該工藝能夠快速、廉價地用于生產(chǎn)，還可以無縫集成到現(xiàn)有流程鏈中。

▲Fraunhofer開發(fā)的模塊化激光金屬沉積技術(shù)

來源：Fraunhofer

考慮到無縫銜接的重要性，F(xiàn)raunhofer ILT涵蓋了整個流程鏈，內(nèi)置傳感器可以檢測到運行過程中出現(xiàn)的典型錯誤，因此這些錯誤能夠在加工過程中得到分析，設(shè)備的控制系統(tǒng)針對錯誤進行補償。Fraunhofer 還開發(fā)了CAD / CAM軟件，用于控制材料的逐層構(gòu)建過程。

在ProLMD項目展示了粉末材料激光沉積/金屬絲激光沉積所有功能都可以與一臺機器臂組合在一起，從而可以毫無問題地進行增材制造，這種組合的下一步是為中型公司提供全方位的無憂增材制造包或標準單元。

亞琛-探索增材制造復(fù)雜奧秘

亞琛是金屬增材制造誕生的搖籃，如果業(yè)界回顧歷史的話，業(yè)界會看到從1995年開始，從混合制造，到選區(qū)激光熔化技術(shù)SLM的專利誕生，到模具應(yīng)用開發(fā)、植入物應(yīng)用開發(fā)等等，亞琛的Fraunhofer就一直在推動增材制造突破界限。

▲為復(fù)雜的增材制造導(dǎo)航，視頻中ACAM的雙總裁Schleifenbaum教授來自Fraunhofer ILT和亞琛工業(yè)大學(xué)DAP學(xué)院主席，Arntz博士來自Fraunhofer IPT。

來源：ACAM

亞琛這里的科研機構(gòu)特別多，不同的機構(gòu)從事不同方向的研究，有的專注于軟件開發(fā)，有的專注于材料開發(fā)，有的專注于工藝開發(fā)……這些豐富復(fù)雜的研究能力需要有一個中樞神經(jīng)般的門戶來進行梳理和對外界的連結(jié)，ACAM就是這個背景下誕生的。

一邊是跨界多樣的科研實力，一邊是工業(yè)界不同的企業(yè)需求。由科研實力對業(yè)界的吸引出發(fā)，ACAM打造了一個工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，ACAM的聯(lián)合體工業(yè)網(wǎng)絡(luò)還在不斷的擴張，基本上這里面包含了一些國際上知名的企業(yè)，有一種類型的企業(yè)是已經(jīng)應(yīng)用了3D打印技術(shù)，他們在這里尋求競爭力的提升，有一種類型的企業(yè)是準備應(yīng)用3D打印技術(shù)，他們在這里尋求技術(shù)切入點與接口。

駛向增材制造新的充滿暢想和無限可能性的未來，江蘇·激光聯(lián)盟將對德國亞琛所打造的前沿技術(shù)與探索保持持續(xù)關(guān)注與報道！