激光立體成形技術(shù)結(jié)合了快速原型技術(shù)和激光熔覆技術(shù)，是以實(shí)現(xiàn)高性能復(fù)雜結(jié)構(gòu)金屬零件無(wú)模具、快速和全致密近凈成形為目的的先進(jìn)制造技術(shù)。采用的是激光立體成形技術(shù)，它屬于3D打印技術(shù)的一種。與傳統(tǒng)的加工方法相比，激光立體成形技術(shù)不再需要刀具、夾具和機(jī)床就可以打造出任意形狀，且其強(qiáng)度和塑性可達(dá)到鍛件水平，為解決設(shè)備維修部件的高性能直接成形和快速修復(fù)問(wèn)題提供了一條技術(shù)捷徑。
根據(jù)部件3D模型數(shù)據(jù)，應(yīng)用激光立體成形技術(shù)能讓材料逐點(diǎn)、逐線(xiàn)、逐層堆積，快速而準(zhǔn)確地制造出部件，這是一種“增材”制造方法。
這種“增材”制造方法，經(jīng)過(guò)半年試用，針對(duì)利用3D打印技術(shù)修復(fù)的鏈輪環(huán)崩齒、磨損過(guò)快等問(wèn)題，技術(shù)人員合理調(diào)整了修復(fù)工藝及打印粉末配比，在修復(fù)區(qū)域形狀和部件缺損形狀吻合度上進(jìn)行了細(xì)化。
據(jù)悉，鏈輪環(huán)長(zhǎng)期與鏈條相互配合，在巨大沖擊力作用下，鏈輪環(huán)齒面極易磨損、斷裂，一般采用傳統(tǒng)氬弧焊補(bǔ)焊工藝對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，但需使用耐磨焊條對(duì)鏈輪環(huán)進(jìn)行補(bǔ)焊、上數(shù)控銑床銑出配套鏈條齒、對(duì)齒面進(jìn)行淬火處理等。
利用3D打印技術(shù)修復(fù)煤機(jī)部件的前提是建立龐大的部件原型數(shù)據(jù)庫(kù)，這依托于一系列軟硬件，需要對(duì)新采購(gòu)的部件在入庫(kù)前利用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)的精度直接關(guān)系到后期修復(fù)部件的尺寸精度。而修復(fù)后的部件需在井下工作環(huán)境下進(jìn)行試用，并根據(jù)試用情況對(duì)修復(fù)工藝及粉末進(jìn)行調(diào)整。
“在修復(fù)過(guò)程中，激光束方向、能量可控性好，這對(duì)精確確定修復(fù)區(qū)域、最大限度減少鏈輪環(huán)變形大有好處。待修復(fù)區(qū)域與鏈輪環(huán)本體處為致密冶金結(jié)合，不易導(dǎo)致復(fù)體脫落、剝離。修復(fù)區(qū)域形狀和部件缺損形狀接近，表面質(zhì)量高，不需后期加工，一次成形，而且整個(gè)過(guò)程由計(jì)算機(jī)控制，可靠性、重復(fù)性強(qiáng)，更美觀(guān)。” 負(fù)責(zé)修復(fù)的張宏慶說(shuō)，“修復(fù)后的鏈輪環(huán)實(shí)際使用壽命基本能夠達(dá)到新件水平，成本更低。”
據(jù)了解，利用3D打印技術(shù)修復(fù)的74件鏈輪環(huán)，如果全部采購(gòu)新鏈輪環(huán)需要1200萬(wàn)元，但利用3D打印技術(shù)修復(fù)鏈輪環(huán)只需要670萬(wàn)元，節(jié)約530萬(wàn)元。
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