【機(jī)床商務(wù)網(wǎng) 機(jī)床上下游】近日，F(xiàn)raunhofer激光技術(shù)研究所推出超高速激光材料沉積技術(shù)(EHLA)，具有替代當(dāng)前腐蝕和磨損保護(hù)方法如硬鍍鉻和熱噴涂的潛力。業(yè)界對(duì)于金屬沉積3D打印更多的看法是一種基于焊接的工藝，而且可以被納入到自動(dòng)化生產(chǎn)線中。
 
　　工業(yè)生產(chǎn)中焊接市場(chǎng)份額約為200億美元，維修焊接占據(jù)了其中的一個(gè)份額，將直接能量沉積技術(shù)用來(lái)修復(fù)零件這一應(yīng)用頗具市場(chǎng)潛力，僅從金額來(lái)看或許會(huì)超過(guò)目前工業(yè)3D打印設(shè)備的總市場(chǎng)份額。
 

　　絲材還是粉末？電子束還是等離子亦或是激光？
 

　　直接能量沉積技術(shù)包括激光、等離子、電子束幾種不同的熱源，材料包括粉末或絲狀兩種主要的形態(tài)。金屬材料在沉積過(guò)程中實(shí)時(shí)送入熔池，這類技術(shù)以激光近凈成形制造(LENS)、金屬直接沉積(DMD)技術(shù)為代表，由激光在沉積區(qū)域產(chǎn)生熔池并高速移動(dòng)，材料以粉末或絲狀直接送入高溫熔池，熔化后逐層沉積，稱之為激光直接沉積增材成形技術(shù)，該技術(shù)成形出毛坯，然后依靠CNC數(shù)控加工達(dá)到需要的精度。
 

　　尤其是以粉末為原材料的加工工藝，這種技術(shù)被用來(lái)修復(fù)各種零件。不僅僅是Fraunhofer在研發(fā)領(lǐng)域推進(jìn)直接能量沉積技術(shù)的跳躍式發(fā)展。阿克倫大學(xué)的NCERCAMP開(kāi)發(fā)了一種超音速粒子沉積(SPD)技術(shù)，通過(guò)一種高壓噴射方法，壓縮空氣賦予超音速射流中的金屬顆粒足夠的能量沖擊固體表面，以實(shí)現(xiàn)與固體表面的粘結(jié)，而不會(huì)出現(xiàn)在焊接或高溫?zé)釃娡窟^(guò)程中產(chǎn)生的熱影響區(qū)。
 

　　單機(jī)還是混合加工？亦或是柔性生產(chǎn)線？
 

　　除了專業(yè)的研發(fā)機(jī)構(gòu)，市場(chǎng)上活躍的企業(yè)也不在少數(shù)。如今很多CNC機(jī)床公司都紛紛將LENS技術(shù)集成到銑削、車削或者是復(fù)合加工中心中。這其中包括德馬吉森精機(jī)、馬扎克、哈繆爾、哈默、依巴米亞等等。
 

　　除了這些將LENS技術(shù)集成到CNC機(jī)床中的設(shè)備廠商，純粹的LENS技術(shù)典型企業(yè)包括美國(guó)的OPTOMEC公司，法國(guó)BeAM公司，德國(guó)通快等。國(guó)內(nèi)包括西安鉑力特、江蘇永年科技、北京隆源等。
 

　　增材制造與CNC減材制造的搭配除了將LENS技術(shù)集成到CNC加工設(shè)備中。還有一種通過(guò)柔性生產(chǎn)線將這兩種加工工藝搭配起來(lái)。例如，在增材制造商RPM和傳統(tǒng)機(jī)床商大隈看來(lái)，將增材制造與減材制造通過(guò)自動(dòng)化貫穿起來(lái)，可以創(chuàng)建復(fù)雜的部件，而不需要鑄造、鍛造的前期工序。機(jī)加工可以保證零件嚴(yán)格的尺寸公差和表面光潔度要求。
 

　　不僅“扮演”焊接，還可以用于生產(chǎn)
 

　　熟練的焊工變得很難找到，在某些情況下，在CNC機(jī)床上進(jìn)行自動(dòng)焊接替代手動(dòng)焊接可能是一種加工趨勢(shì)。事實(shí)上，一些CNC機(jī)床上廣泛使用的CAM軟件例如Mastercam和Powermill已經(jīng)擴(kuò)展了將LENS技術(shù)(DED直接能量沉積技術(shù)的一種)納入到加工范疇中的編程，這一擴(kuò)展代表了自動(dòng)化焊接的飛躍，與MIG或TIG焊接不同的是，LENS是一種目標(biāo)沉積工藝，允許以小的熱效應(yīng)修復(fù)薄壁和其他細(xì)膩的特征。
 
　　TIG焊接是在惰性氣體的保護(hù)下，利用鎢電極與工件間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲(如果使用填充焊絲)的一種焊接方法。MIG焊接除用金屬絲代替焊炬內(nèi)的鎢電極外。其它和TIG焊一樣。因此，焊絲由電弧熔化，送入焊接區(qū)。
 

　　LENS是一種基于離散堆積成形思想的先進(jìn)增材制造技術(shù)，通過(guò)把零件3D模型沿一定方向離散成一系列有序的微米量級(jí)薄層，根據(jù)每層輪廓信息逐層熔化金屬粉末，直接制造出任意復(fù)雜形狀的凈成形零件，特別適合曲面型腔、懸空薄壁以及變截面等復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造。
 

　　不同于MIG或TIG焊接，直接能量沉積還可以用來(lái)作為零件的一種生產(chǎn)方式，先前，英國(guó)的核電站增材制造自動(dòng)化單元就是由庫(kù)卡承建，耗資1萬(wàn)歐元，占地10米x5米的增材制造單元由通過(guò)安裝在一個(gè)三軸九米龍門的六軸機(jī)器人組成，在直徑3.5米的轉(zhuǎn)盤上裝載著二軸機(jī)械手。機(jī)器人通過(guò)進(jìn)行“TOPTIG”電弧焊的方式來(lái)完成增材制造，系統(tǒng)中將金屬線送入焊槍，按照計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模型的路徑來(lái)焊接材料以創(chuàng)建三維幾何形狀。從而創(chuàng)造近凈形零件，用于制造大型泵和閥的殼體或壓力容器，有效降低初始成本和避免昂貴的鍛件或鑄件，并且有助于避免環(huán)境污染問(wèn)題。
 

　　隨著直接能量沉積技術(shù)的不斷發(fā)展，下一步，這種技術(shù)還將有哪些跨界的表現(xiàn)，創(chuàng)造出怎樣的商業(yè)前景？
 

　　(原標(biāo)題：DED直接能量沉積3D打印技術(shù)，焊接的一種方式？)