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德國(guó)Fraunhofer 激光技術(shù)研究所正在開發(fā)基于金屬絲激光沉積的創(chuàng)新技術(shù)（wire-based laser metal deposition，LMD-W）。在Formnext 2018展會(huì)期間，F(xiàn)raunhofer 展示了這一技術(shù)。

Fraunhofer 在Formnext展臺(tái)中展示的LMD-W技術(shù)

 可制造市場(chǎng)上廣泛使用的焊絲

LMD-W 技術(shù)最初是為提升部件的耐磨性而開發(fā)的。金屬絲材在被激光熔化之后，層層沉積到部件表面。Fraunhofer 還開發(fā)了CAD / CAM軟件，用于控制材料的逐層構(gòu)建過(guò)程。

LMD-W 技術(shù)的特點(diǎn)是，材料在完全熔化后被分層沉積到部件表面，通過(guò)適當(dāng)?shù)腃AM 支持和多軸過(guò)程控制，材料能夠被構(gòu)建在現(xiàn)有的組件上。Fraunhofer表示該技術(shù)的材料利用率可達(dá)100%。

基于LMD-W 技術(shù)的增材制造設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)，可以經(jīng)濟(jì)高效的集成到企業(yè)的現(xiàn)有生產(chǎn)線中。其激光打印頭適用于常見的激光光學(xué)系統(tǒng)，因此不需要復(fù)雜的定制光束引導(dǎo)系統(tǒng)。內(nèi)置傳感器可以檢測(cè)到運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的典型錯(cuò)誤，因此這些錯(cuò)誤能夠在加工過(guò)程中得到分析，設(shè)備的控制系統(tǒng)針對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行補(bǔ)償。

LMD-W 設(shè)備采用橫向送絲方式，金屬絲與光軸成20度角。打印絲材包括多種鋼，以及鎳基和鈦基合金絲材。Fraunhofer 正在研究幾種其他合金絲材的適用性。

LMD-W 技術(shù)所使用的金屬絲材為市場(chǎng)上廣泛可用的絲材，填充焊絲、實(shí)芯焊絲和專用于激光沉積的絲材都可應(yīng)用于該技術(shù)，這將降低制造成本。

LMD-W 技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用包括：

刀具維護(hù) – 在制造中，刀具會(huì)受到磨損、粘附，并承受可能導(dǎo)致?lián)p壞的應(yīng)力。LMD-W 技術(shù)的其中一項(xiàng)應(yīng)用是為刀具添加一層保護(hù)層，從而延長(zhǎng)刀具壽命。

結(jié)構(gòu)部件增材制造 – LMD-W 技術(shù)能夠經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)近凈形結(jié)構(gòu)部件。

復(fù)雜部件增材制造 - 制造高復(fù)雜度的部件，例如渦輪葉片。

Fraunhofer 針對(duì)LMD-W 技術(shù)提供的服務(wù)包括：

• 應(yīng)用的可行性研究

• 工藝開發(fā)

• 通過(guò)該技術(shù)提供小批量定制制造

• 將該技術(shù)整合到現(xiàn)有的工藝鏈中

• 基于LMD-W 技術(shù)的增材制造設(shè)備設(shè)計(jì)和制造

• 將基于LMD-W 技術(shù)的激光系統(tǒng)和送絲系統(tǒng)集成到機(jī)床中

 Review

Fraunhofer激光技術(shù)研究所還開發(fā)了另外一種基于直接能量沉積-DED的金屬增材制造技術(shù)-EHLA超高速激光材料沉積技術(shù)。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)研究，該技術(shù)可用于涂層和修復(fù)金屬部件。

Fraunhofer激光技術(shù)研究所認(rèn)為，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。EHLA通過(guò)激光熔化金屬粉末，金屬粉末以液態(tài)金屬的形態(tài)“滴入”焊池而不是以半熔化的燒結(jié)顆粒形態(tài)粘結(jié)在一起。

Fraunhofer表示，該工藝對(duì)當(dāng)前抗腐蝕和磨損保護(hù)的加工工藝具有改進(jìn)作用。由于硬鉻電鍍消耗大量能量并且具有粘合和孔隙率的缺點(diǎn)，而熱噴涂在所用材料方面可能相當(dāng)浪費(fèi)。相比之下，EHLA方法加工出來(lái)的涂層是無(wú)孔的，從而改善粘合情況并降低裂紋和孔隙的發(fā)生的可能性。 除此之外，根據(jù)Fraunhofer，EHLA技術(shù)比熱噴涂節(jié)約90％的材料。