技术亮点:混合加工中心

增材制造(AM)正逐渐成为一种适合金属零件生产的工艺。因此，对技术的要求也在变化，这导致了混合添加剂/减速器的产生。

2013年，DMG Mori首次在单个设备中引入了混合激光沉积焊接和5轴同步加工，并引入了LASERTEC 65。该生产线逐渐扩大，首先是LASERTEC 4300 3D混合，它将AM使用粉末喷嘴和在一个工作区域内的转/磨加工结合起来，然后是LASERTEC SLM粉床机。

现在，随着LASERTEC 125 3D混合动力，该公司已经扩大了其激光沉积焊接组合，包括一个模型的维护，修理，和生产更大的部件。

在monoBLOCK系列的基础上，该机器设计的零件尺寸为ø 1250 × 745 mm，工件重量可达2000公斤。

该公司表示，激光沉积焊接和5轴同时铣削之间的自动转换在一次设置中减少了多达80%的加工时间。这些节省是通过消除工艺步骤，如热处理，因为机器可以沉积硬度高达63 HRC的材料。

根据制造商的说法，激光沉积焊接和五轴同时铣削的交替使用特别有利于改善生产工艺，实现新的零件几何形状，修复现有零件。

这一工作的例子包括封闭叶轮的完整生产和成形和锻模的热和冷成形修复。该公司报告称，例如，得益于粉末喷嘴技术，刀片可以在一个班次内重新使用。

混合动力机器还可以生产轻型结构，将涡轮叶片等部件的重量减少90%之多。

新的可能性

激光沉积焊接的一个独特特点是可以在两种材料之间快速切换。减少磨损的硬焊可以在零件的一个区域进行，同时耐腐蚀的焊接可以在另一个区域进行。

还可以创建具有先进冷却性能的部件。有了这项技术，可以将快速散热的青铜制芯焊接到压铸模具中，外皮由工具钢制成。

DMG Mori美国增材制造销售和服务经理Nils Niemeyer说:“将材料应用于零件几何形状的特定区域，使我们能够将不同材料的各种强度组合在一个单一零件中，从而提高零件的性能。”“以切肉刀为例。我们可以用柔软的工具钢来建造车身，以获得更好的阻尼、寿命和更容易的加工。为了进一步延长刀具的使用寿命，我们在整个切削刃上覆盖一层高速钢，这可以提高切削刃的硬度，降低磨损速度。”

另一个例子是火箭发动机的燃烧室。铜的内层具有最好的导热性，但在高温下它们会变弱。当腔体覆盖INCONEL®合金时，腔体的耐热性增加。在这两种情况下，具有所需性能的材料都可以用于需要它的地方。

有效的修复

在过去的五年里，激光沉积焊接已经成为许多行业修复和涂层工作的一种选择。

有了这台最新的混合动力机器，制造商现在也可以加工大型损坏部件，如模具。首先通过铣削制备损伤区域，然后用激光沉积焊接进行修复。然后在最后的铣削作业中完成零件。

这一切都归结为对部分创造的一种新的思考方式。

“主要的挑战是将零件特征划分成容易组装和加工的部分。例如，在传统机械加工中，我们将一个带袋的轴分为两种操作:转动直径和磨袋。我们需要将类似的思路应用到附加部件上，”Niemeyer说。

软件管理生产

像它的姐妹机型，这种新的混合机器可以集成到混合CAD/CAM工艺链。西门子NX混合CAM系统甚至可以端到端编程维修。在编程阶段，程序员可以在加工和激光沉积焊接之间无缝切换，所有工艺步骤在一个程序中发送到机器。

零件设计有多种方法。通常，程序员开发他们喜欢的切片部分的方法，并按顺序应用这些操作。

“与西门子一起，我们已经在西门子NX开发了一个AM混合束，使我们不仅可以为添加剂设计，但实际上数控程序的添加剂，”尼迈耶说。“我们开发了增材建造策略，比如建造薄壁、喷涂3D表面，甚至沿着建造曲线对多种材料进行分级。零件的复杂性被简化为操作。”

AM Assistant是软件和硬件包的一部分，包括一个集成的热成像相机，用于连续监测整个组件或定义区域的热监测，监测熔池的大小和温度，以及监测喷嘴和组件之间的间隙。

所有相关工艺参数的阈值，如粉末体积，工作距离和惰性气体体积，可以使用输入面罩AM Guard存储，这也是AM助手的一部分。如果超出或降低了这些值，构建将被中断，然后在进行校正后重新开始。

AM Evaluator软件是3D工艺数据的下游评价软件。它可以用于从生产阶段的数据的图形显示，用于评价目的。

熔池分析、粉末流动监测和激光功率的数据可以单独进行分析，并与其他数据以及之前的构建工作进行比较。自动生成用于生产质量保证的报告也是可能的。

这使得可以对工艺数据进行详细分析，以提高工艺稳定性。

编辑乔·汤普森可以通过jthompson@canadianmetalworking.com。

DMG Mori, www.dmgmori.com