激光增材制造

 

平穩(wěn)的過程控制——形成均勻、無氣孔、無裂紋的材料層：實現(xiàn)卓越效能的增材制造工藝。

增材制造應(yīng)用——概述

 

金屬增材制造的核心設(shè)備包含激光系統(tǒng)、可移動金屬沉積頭及金屬粉末噴嘴或線材送料器。適用于3D打印的金屬沉積頭在構(gòu)造平臺上移動，通過激光束加熱熔融金屬粉末或線材，將其沉積于表面。待材料冷卻后，即可鋪設(shè)下一層金屬，通過逐層堆疊方式按構(gòu)造方案生成三維部件。增材制造工藝的技術(shù)原理與熔覆工藝基本一致，區(qū)別在于其構(gòu)建對象并非二維層狀結(jié)構(gòu)，而是直接形成三維實體。

二極管激光器的工藝優(yōu)勢

 

Laserline二極管激光器獨特的圓頂形光束輪廓可形成極其均勻的熔池，實現(xiàn)平穩(wěn)的工藝控制，從而獲得致密無裂紋的材料層。將激光光源集成到加工中心用于增材制造產(chǎn)品，是優(yōu)化生產(chǎn)工藝最具前景的方法之一。

構(gòu)件的生成式制造

 

生成構(gòu)件的技術(shù)種類繁多，通常被稱為增材制造（AM）或3D打印。激光熔覆（亦稱激光金屬沉積LMD）在此領(lǐng)域正日益重要。該技術(shù)能在單一生產(chǎn)步驟中構(gòu)建形狀與結(jié)構(gòu)——幾乎不產(chǎn)生材料損耗、返工或工具磨損（近凈成形制造）。通過逐層堆積相同材料，配合加工系統(tǒng)的合理編程，甚至可制造復(fù)雜部件。除不銹鋼外，鋁、鈦及超合金的應(yīng)用日益廣泛，例如在飛機制造中的渦輪機、機身和機翼領(lǐng)域。

應(yīng)用實例

● 帶送絲裝置的增材制造

增材制造是一種相對較新的生產(chǎn)方法，通過逐層堆積材料來構(gòu)建物件。該技術(shù)最初用于原型制作，如今主要應(yīng)用于小批量（1至1000件）幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜部件的生產(chǎn)。在此領(lǐng)域，增材制造在多數(shù)情況下比傳統(tǒng)方法更具經(jīng)濟性。

● 激光集成于機床

將激光光源集成至機床是優(yōu)化生產(chǎn)流程最具前景的途徑之一。例如，Laserline公司的LDM二極管激光器被應(yīng)用于五軸銑床，實現(xiàn)增材與減材加工的無縫切換：激光器負責形成粉末涂層，銑削頭則完成后續(xù)加工。

集成式二極管激光器可大面積鋪粉，形成部件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。后續(xù)銑削頭僅對必要區(qū)域進行切削加工。激光與銑削工藝的靈活切換，使難以在成品內(nèi)部加工的部件區(qū)域得以處理。這意味著帶倒角的設(shè)計理念、無需支撐結(jié)構(gòu)的懸垂輪廓制造等難題均可迎刃而解。此外，該技術(shù)還開辟了全新的應(yīng)用場景與幾何可能性。

● 拓展復(fù)合應(yīng)用場景

Laserline二極管激光器在增材制造領(lǐng)域的多元應(yīng)用潛力，不僅限于增材粉末涂層與減材加工的協(xié)同作用，更衍生出諸多創(chuàng)新可能性。例如，激光器可集成于十二軸銑床中，除粉末熔覆外還可用于焊接與淬火。為此除激光器與粉末噴嘴外，還配備了對應(yīng)的光學系統(tǒng)，可根據(jù)加工需求在兩者間靈活切換。由此，基于單一光源的激光增材制造技術(shù)得以實現(xiàn)復(fù)雜生產(chǎn)流程的集成。