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關(guān)于“送粉”和“送絲”的增材制造工藝，我們通常的印象是大型的工業(yè)級制造設(shè)備，這些設(shè)備通常非常昂貴，其加工尺寸受到設(shè)備本身的限制。那么有沒有一種新的途徑，可以讓加工尺寸本身突破限制，但又可以一定程度上保證加工精度與質(zhì)量？

德國聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）的ProLMD資助項目證明了機(jī)器人+粉末材料激光沉積/金屬絲激光沉積的可行性。由Fraunhofer ILT弗勞恩霍夫激光研究所開發(fā)的增材制造技術(shù)采用模塊化設(shè)計，可以經(jīng)濟(jì)高效的集成到企業(yè)現(xiàn)有的帶機(jī)器手的生產(chǎn)線中。

本期，3D科學(xué)谷融合了來自德國聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）的Helmut Bossy博士，庫卡工業(yè)公司的Günter Neumann，F(xiàn)raunhofer ILT弗勞恩霍夫激光研究所的Johannes Henrich Schleifenbaum教授，卡爾斯魯厄技術(shù)學(xué)院（KIT）的Stefan Scherr，四位項目參與方的觀點來與谷友分享這種模塊化解決方案的優(yōu)勢。

Johannes Henrich Schleifenbaum教授（亞琛弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所ILT的增材制造主任，亞琛工業(yè)大學(xué)數(shù)字增材生產(chǎn)DAP學(xué)院主席，ACAM亞琛增材制造中心總裁）

帶有LMD處理頭和集成線激光掃描儀的機(jī)器人系統(tǒng)，該機(jī)器人幾乎可以不受任何限制地加工并實現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀。

來源：Fraunhofer ILT

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無需昂貴投資的增材制造

/ 融合創(chuàng)新

根據(jù)Helmut Bossy博士，ProLMD項目從一開始就與眾不同，根據(jù)Fraunhofer ILT與應(yīng)用領(lǐng)域的合作成果，可以快速實現(xiàn)在大面積部件上進(jìn)行局部激光沉積增材制造。兩種方法的融合是創(chuàng)新的：粉末材料激光沉積和金屬絲激光沉積。

▲Fraunhofer開發(fā)的模塊化激光金屬沉積技術(shù)

來源：Fraunhofer

通過Fraunhofer ILT，加深了對粉末材料激光沉積和金屬絲激光沉積工藝的科學(xué)理解，并對熔覆裝置進(jìn)行了必要的改進(jìn)。在工業(yè)制造環(huán)境中，需要在受控氣氛中通過機(jī)器人進(jìn)行熔覆作業(yè)，并通過非接觸式測量技術(shù)以確保質(zhì)量。Fraunhofer ILT在加工工藝和質(zhì)量控制方面具備深厚的開發(fā)經(jīng)驗，從而開發(fā)出模塊化解決方案。這是專門針對中型公司而設(shè)計的，使得增材制造過程的可用性和易于處理方面提升了一大步。

▲Fraunhofer開發(fā)的模塊化激光金屬沉積技術(shù)

來源：Fraunhofer

/ 機(jī)器人技術(shù)的新標(biāo)準(zhǔn)

與庫卡的合作源于2015年，庫卡接管了位于亞琛Fraunhofer ILT附近Würselen的Reis Lasertec，以進(jìn)一步擴(kuò)大市場影響力。因此，庫卡將增材制造視為目標(biāo)市場，正在嘗試為其機(jī)器人技術(shù)樹立新標(biāo)準(zhǔn)。庫卡希望使的整個增材制造解決方案更便宜，并開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)器人單元。目前在Würselen，庫卡打造了完整的基于機(jī)械臂的增材制造系統(tǒng)，庫卡機(jī)器人+激光沉積技術(shù)的解決方案有望成為一種更為經(jīng)濟(jì)的增材制造解決方案。

▲Fraunhofer開發(fā)的模塊化激光金屬沉積技術(shù)

來源：Fraunhofer

/ 融合創(chuàng)新

根據(jù)Fraunhofer ILT的Johannes Henrich Schleifenbaum教授（亞琛弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所Fraunhofer ILT的增材制造主任，亞琛工業(yè)大學(xué)數(shù)字增材生產(chǎn)DAP學(xué)院主席，ACAM亞琛增材制造中心總裁），F(xiàn)raunhofer ILT是德國第一家全面推動數(shù)字化的增材制造（AM）行業(yè)應(yīng)用發(fā)展的研究所。

▲Fraunhofer開發(fā)的超高速激光金屬沉積技術(shù)

來源：Fraunhofer

雖然LMD激光金屬沉積的技術(shù)在涂層領(lǐng)域是眾所周知的，但是在增材制造領(lǐng)域，這仍然是一個相對較年輕的技術(shù)，這種技術(shù)具有許多優(yōu)勢，因為僅在本地提供材料，就可以制造更大的零件。

▲Fraunhofer開發(fā)的金屬絲激光沉積技術(shù)

來源：Fraunhofer

目前來說增材制造與傳統(tǒng)的鑄造或其他成型工藝相比，通常很昂貴。現(xiàn)在，ProLMD項目使得該工藝能夠快速、廉價地用于生產(chǎn)，還可以無縫集成到現(xiàn)有流程鏈中。

▲Fraunhofer開發(fā)的模塊化激光金屬沉積技術(shù)

來源：Fraunhofer

考慮到無縫銜接的重要性，F(xiàn)raunhofer ILT涵蓋了整個流程鏈，內(nèi)置傳感器可以檢測到運(yùn)行過程中出現(xiàn)的典型錯誤，因此這些錯誤能夠在加工過程中得到分析，設(shè)備的控制系統(tǒng)針對錯誤進(jìn)行補(bǔ)償。Fraunhofer 還開發(fā)了CAD / CAM軟件，用于控制材料的逐層構(gòu)建過程。

在ProLMD項目展示了粉末材料激光沉積/金屬絲激光沉積所有功能都可以與一臺機(jī)器臂組合在一起，從而可以毫無問題地進(jìn)行增材制造，這種組合的下一步是為中型公司提供全方位的無憂增材制造包或標(biāo)準(zhǔn)單元。

亞琛-探索增材制造復(fù)雜奧秘

亞琛是金屬增材制造誕生的搖籃，如果業(yè)界回顧歷史的話，業(yè)界會看到從1995年開始，從混合制造，到選區(qū)激光熔化技術(shù)SLM的專利誕生，到模具應(yīng)用開發(fā)、植入物應(yīng)用開發(fā)等等，亞琛的Fraunhofer就一直在推動增材制造突破界限。

▲為復(fù)雜的增材制造導(dǎo)航，視頻中ACAM的雙總裁Schleifenbaum教授來自Fraunhofer ILT和亞琛工業(yè)大學(xué)DAP學(xué)院主席，Arntz博士來自Fraunhofer IPT。

來源：ACAM

亞琛這里的科研機(jī)構(gòu)特別多，不同的機(jī)構(gòu)從事不同方向的研究，有的專注于軟件開發(fā)，有的專注于材料開發(fā)，有的專注于工藝開發(fā)……這些豐富復(fù)雜的研究能力需要有一個中樞神經(jīng)般的門戶來進(jìn)行梳理和對外界的連結(jié)，ACAM就是這個背景下誕生的。

一邊是跨界多樣的科研實力，一邊是工業(yè)界不同的企業(yè)需求。由科研實力對業(yè)界的吸引出發(fā)，ACAM打造了一個工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，ACAM的聯(lián)合體工業(yè)網(wǎng)絡(luò)還在不斷的擴(kuò)張，基本上這里面包含了一些國際上知名的企業(yè)，有一種類型的企業(yè)是已經(jīng)應(yīng)用了3D打印技術(shù)，他們在這里尋求競爭力的提升，有一種類型的企業(yè)是準(zhǔn)備應(yīng)用3D打印技術(shù)，他們在這里尋求技術(shù)切入點與接口。

駛向增材制造新的充滿暢想和無限可能性的未來，江蘇·激光聯(lián)盟將對德國亞琛所打造的前沿技術(shù)與探索保持持續(xù)關(guān)注與報道！