DMG MORI公司獨特的混合式（增材制造與傳統(tǒng)制造結(jié)合）加工解決方案，是一項令眾人矚目的新技術(shù)，它將銑削加工技術(shù)與激光金屬沉積加工工藝結(jié)合在一起，應(yīng)用于一臺具有完整銑削功能的LASERTEC 65型激光熔覆加工機床上。
該工藝采用了一套粉末噴嘴，其在粉末床中的加工速度要比激光燒結(jié)加工技術(shù)快20倍。增材制造技術(shù)市場一直在迅速增長之中，但迄今為止，在大多數(shù)情況下只適合于制造無法用其他方法生產(chǎn)的樣品和小型零件。
通過在一臺機床上將增材制造與傳統(tǒng)的減材制造這兩種加工技術(shù)結(jié)合在一起，使增材制造的生產(chǎn)能力得到進一步擴大和補充，以替代與諸如銑削加工和車削加工相競爭的傳統(tǒng)機加工方法。
DMG逆天的混合制造技術(shù)
向來以激光蝕刻技術(shù)而聞名的SAUER LASERTEC激光技術(shù)公司，是DMG MORI集團的一部分，一直與DMG MORI美國公司一起從事混合式加工解決方案的研究開發(fā)工作。該公司推出了一臺配有激光金屬沉積工藝的二極管激光裝置和具有完整銑削功能的LASERTEC 65型增材與減材制造復(fù)合型激光熔覆加工機床。
“通過在一臺機床上將增材加工技術(shù)與銑削加工和車削加工技術(shù)結(jié)合在一起， 使增材加工技術(shù)不再只限于加工小型工件，”DMG MORI公司先進解決方案開發(fā)部高級副總裁兼首席技術(shù)執(zhí)行官Gregory A. Hyatt先生解釋說，“我們的重點是創(chuàng)建一種工業(yè)界中能夠加工更加典型和更大工件的解決方案，例如航空航天工業(yè)、模具及能源工業(yè)，以達到金屬沉積速度更快、生產(chǎn)效率更高和經(jīng)濟效益更加合理的目的。”
不同于采用粉末床的激光燒結(jié)技術(shù)，采用粉末噴嘴的加工工藝可允許制造生產(chǎn)大型零部件。其3.5kg/h的熔積速度，可使這一工藝的加工速度比采用粉末床的激光燒結(jié)工藝快20倍。再與銑削工藝相結(jié)合，使該技術(shù)得到全新的應(yīng)用成為可能。這種零部件可分段加工成型，凡是需要精密加工的重要部位，采用銑削加工操作，但這中間發(fā)生的某些部位，在采用沉積加工工藝以后，銑刀是無法接近的。
DMG LASERTEC 65 3D金屬打印
該混合式加工機床將銑削加工的高精度和高表面光潔度等優(yōu)點，與激光粉末沉積加工的靈活性和高熔積速度結(jié)合在一起。“對于采用傳統(tǒng)銑削工藝加工的整體零件而言，其材料的浪費率達到95%以上，而采用混合式加工工藝，則可以節(jié)約很可觀的生產(chǎn)成本，其材料浪費率可減少約5%。”
LASERTEC 65型增材制造激光熔覆加工機床上配有一套二極管激光裝置來代替刀具，將噴涂金屬粉末材料添加到激光束之中，使金屬粉末一層一層地熔覆在基材之上。從而在沒有氣孔或裂縫的情況下，使粉末與基材熔合在一起。金屬粉末與基材表面之間形成了一個高強度的焊接效應(yīng)。冷卻后，可對沉積金屬層，采用機械方法進行加工。
激光沉積加工技術(shù)并不是什么新鮮的工藝，但卻是一種可靠且成熟的加工工藝，特別適于將其融入到DMG MORI公司的高品質(zhì)數(shù)控機床之中，例如該公司的DMU、NT和NTX系列機床。與獨立的加工解決方案相比，采用常規(guī)加工工藝與增材制造工藝相結(jié)合的方法，將具有越來越重要的意義。
該工藝的最大優(yōu)越性在于其可用于將類似的或不同的金屬層熔合在一起，根據(jù)不同的精度要求進行機加工，然后再熔覆添加下一層金屬，而該區(qū)域采用銑刀或其他刀具是無法接近的。因此，混合式加工解決方案對維修工作和模具生產(chǎn)具有很大的實用意義，而且對其他應(yīng)用領(lǐng)域也提供了一種令人感興趣的可選用方式，特別是無法采用其他增材制造技術(shù)的大型零部件加工領(lǐng)域。
適合于加工航天或能源行業(yè)所需零件的大型機床，其價格是非常昂貴的，因此，擁有一臺既可以進行粗加工，又可以在同一臺機床上進行沉積加工和精加工的大型機床，對客戶來說是一件非常經(jīng)濟和理想的事情。
在能源、石油和天然氣行業(yè)，零部件往往需要噴涂一層合適的合金防腐層，例如鉻鎳鐵合金防腐層，以保護任何指定的區(qū)域。采用熔覆工藝可為在惡劣環(huán)境中使用的管道、閥門、凸緣和特殊金屬結(jié)構(gòu)件提供防腐保護。采用一臺混合式加工機床，可以在一次性調(diào)試裝卡過程中，完成基材和熔覆材料的加工和最后的精加工工藝，這將有利于節(jié)約生產(chǎn)成本以及縮短產(chǎn)品的交貨期。
LASERTEC 65型激光熔覆加工機床，是由SAUER LASERTEC公司與DMG MORI公司共同合作在德國的Pfronten鎮(zhèn)建造的，該機床以DMU 65型monoBLOCK單體機床為基礎(chǔ)，將結(jié)構(gòu)高度緊湊的 5軸銑削加工和激光金屬沉積加工技術(shù)結(jié)合在一起，配有一套2kW的二極管激光裝置。所有常見的金屬粉末都可以在這臺機床上加工處理，包括鋼、鎳和鈷合金以及黃銅或鈦金屬。
在操作過程中，激光加工頭通過一HSK接口與主軸相連接。當該機床用于銑削加工時，它可以自動地旋轉(zhuǎn)到一個受保護的?？繀^(qū)。激光工藝的控制系統(tǒng)安裝在一個獨立的機柜中，使其可以很容易地將該系統(tǒng)與DMG MORI集團的其他機床配套使用。
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