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熔覆喷涂金属3D打印技术

发布时间: 2019-12-24 14:39:37       浏览:

      201911月,全球规模最大的3D打印专业展会FORMNEXT2019在德国法兰克福隆重举行,全球超8003D打印上下游的厂商参展。南极熊看到了大量高速金属激光熔覆、喷涂3D打印的技术,目前已在产业化应用的过程中演化出多种不同类型,并广泛应用于增材制造、再制造、表面工程的各个领域。由于应用独特,不少应用型厂商利用熔覆喷涂金属3D打印技术展开业务,在闷声发财了。

    照激光熔覆的材料类型和材料与激光束的耦合形式,可将常见的激光熔覆技术分为同轴送粉激光熔覆技术、旁轴送粉激光熔覆技术(也叫侧向送粉激光熔覆技术)、高速激光熔覆技术(也叫超高速激光熔覆技术)及高速丝材激光熔覆技术。
同轴送粉激光熔覆技术
   
同轴送粉激光熔覆技术一般采用半导体光纤输出激光器和盘式气载送粉器,熔覆头采用中心出光的圆形光斑方案,光束周围环状送粉或者多束送粉,并设置由专门的保护气通道,粉束、光束与保护气流交于一点。熔覆工作时该焦点处会形成熔池,随着熔覆头与工件做相对运动,在工件表面形成覆层。

旁轴送粉激光熔覆技术
   
旁轴送粉激光熔覆技术也叫侧向送粉激光熔覆技术,其一般采用半导体直输出激光器或半导体光纤输出激光器和重力送粉器,熔覆头采用矩形光斑+旁轴宽带送粉方案。熔覆头工作时,合金粉末经送粉嘴输送至工件表面进行预置,随着熔覆头与工件做相对运动,矩形的激光束扫描预置的合金粉末并将其熔化形成熔池,冷却后形成熔覆层。

超高速激光熔覆技术
    超高速激光熔覆技术是德国弗劳恩霍夫激光技术研究所开发的一种新型的激光熔覆技术,于2017年开始在国内进行推广应用。超高速激光熔覆技术采用光束质量较好的半导体光纤输出激光器或光纤激光器,采用精密设计的高速激光熔覆头和高转速或移动速度的运动机构。其激光束与粉束、惰性气体气流的耦合经过精密设计,工作时使一部分激光能量用于加热粉束,另一部分穿透粉束的激光束加热基材,粉末在进入熔池之前就已经熔化或加热至很高的温度,缩短了粉末熔化所需的时间,因此可以实现非常高的熔覆线速度(线速度最高可达200m/min,普通激光熔覆最高2m/min)。

高速丝材激光熔覆技术
    高速丝材激光熔覆技术是天元智造公司基于市场需求和激光熔覆技术的发展趋势,从环保、高效率以及高质量的理念开发的新一代激光熔覆技术。其采用半导光纤输出激光器、高精度送丝系统和精密熔覆头,以金属丝材为熔覆材料进行激光熔覆。工作时,金属丝由侧向送入激光束,激光束将金属丝熔化后形成熔池,随着熔覆头与工件的相对运动形成熔覆层。

南极熊汇总了国内外采用金属激光熔覆、喷涂的3D打印厂商和其采开发的技术。

武汉天昱 智能微铸锻铣复合增材制造”技术和设备

其中,武汉天昱 智能微铸锻铣复合增材制造”技术和设备由武汉天昱智造首席科学家、华中科技大学张海鸥教授及其团队自主研发,将铸、段、铣削“三合一”,用一台设备就能生产结实、耐磨的金属产品成品,可直接应用,打破了3D打印行业存在的最大障碍,有望开启人类实验室制造大型机械的新篇章。

智能微铸锻铣复合制造技术融合3D打印、半固态快锻、柔性机器人3项重大技术,将金属铸造、锻压、铣削技术合三为一,实现3D打印锻态等轴细晶化、高均匀致密度、高强韧、形状复杂的金属锻件,全面提高制件强度、韧性、疲劳寿命及可靠性,全面解决世界性难题。

常规3D打印金属零件的过程是打印算一层,铸造算一层,锻压又一层,三者要分开依次进行,即前一个步骤完了,后一个步骤方可进行,中间还要腾出金属冷却的时间。智能微铸锻铣复合技术可以同时进行上述步骤,边铸边锻,铣削,打印完成即为成品。

铸造、锻压、铣削合三为一,改革传统制造技术,短流程绿色制造,一台设备替代原有的多工序长流程和多台大设备。
技术优势
高性能可靠性:发挥难成形材料极限潜能;
高效率:熔积效率 5~15kg/h至大几十kg/h;
低成本:热源及丝材为激光和粉材的1/5~1/10,能量及材料利用率高。

技术创新
1.率先提出电弧微铸轧复合直接成形高性能金属零件的方法;
2.施加微区逐步锻造机械力使熔积自由成形的半凝固/刚凝固区产生粘塑性变形;
3.面向高端部件极端服役条件和增材制造成形性。

(文章部分来源南极熊)

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