每分钟可达200​​米,Fraunhofer的EHLA超高速激光材料沉积工艺新进展

根据3D科学谷的了解,德国亚琛的Fraunhofer ILT弗劳恩霍夫激光技术研究所在全球范围内成功开展的EHLA超高速激光材料沉积工艺不只是技术的转折点,在这个转折点的基础上还获得了不断的新突破。

在EVEREST的合作项目中,Fraunhofer ILT研究所与三个行业合作伙伴一起进一步开发了工艺和系统技术,以有效地维修和熔覆组件,目的是通过EHLA工艺以可靠的效率和极高的效率为长而大的辊子和其他旋转组件熔覆近净形结构。

Fraunhofer ILT_Large Part下一步的系统技术还可以在直径达3,000 mm的超大型长辊可靠地进行熔覆©Fraunhofer ILT,亚琛

在革命性的基础上实现新的革命

block 从2米到200米的技术发展

革命性的技术发展需要耐心:EHLA也是如此。大约十年前,Fraunhofer ILT弗劳恩霍夫激光技术研究所的研究人员开始开发超高速激光材料沉积EHLA,在协作项目中的进一步开发和测试带来了长期的成功,将以前的加工效率从每分钟最大2米增加到了几百米

Video Cover_Fraunhofer©Fraunhofer ILT,亚琛

Fraunhofer ILT弗劳恩霍夫激光技术研究所的科学家们开发了涂层和涂层的工艺参数和策略。根据3D科学谷的进一步了解,在一个成功的应用案例中,对于辊(长度:1200毫米,直径:200毫米)的表面通过激光沉积铁、镍和钴的耐腐蚀粉末。该项目中的涂层厚度范围为50至300 µm,加工速度为20至200 m / min。

block 摄像机监控使过程透明

由BCT和Fraunhofer ILT开发的用于几何形状获取和过程监控以及自适应刀具路径规划的系统技术在该项目中发挥了非常重要的作用。根据3D科学谷的进一步了解,为了完成此任务,合作伙伴使用了专门开发的CAM模块,该模块以半自动化的方式校正了与目标状态的几何偏差。但这不只是关闭控制回路的问题。

根据Fraunhofer ILT的科学家,Fraunhofer采用了基于摄像头的方法,可以鸟瞰涂层过程,从而得出有关过程稳定性的结论。事实证明,该系统技术在该项目中非常成功。

block 高效的系统技术归功于自动化的流程链

科学家们还开发了监督EHLA演示系统,将整个过程链集成到了演示器中,以便将扫描、路径规划和自动生成NC程序的完整工作流程集成到自动修复过程中。最大的问题是将所有涉及的子系统组合到一个过程链中。

根据3D科学谷的进一步了解,最后的结果是获得可靠的流程链,不仅可以节省资源,而且还拥有非常高效的系统技术,几乎不需要什么人员来照顾加工过程。

block 扩展流程链:包括后处理

在项目中,相关人员还分析了采取进一步行动的必要性。即将到来的工作包包括优化粉末材料,沉积复杂的几何形状,增加最终轮廓接近度以及开发新的工艺策略以实现无裂纹沉积非常坚硬的涂层。但是对于他来说,过程链的主题也更进一步:“我正在考虑链接过程链:我们还可以将涂覆过程与后处理步骤结合在一起,甚至可以在一台同一台机器上。”

block 下一步目标

根据3D科学谷的进一步了解,纸卷制造商Drink&Schlössers目前进行了实际测试。结果证明,Fraunhofer ILT弗劳恩霍夫激光技术研究所开发的超高速激光材料沉积EHLA技术能够完全按照需求沉积出表面。

EHLA_Fraunhofer每分钟可达200米,Fraunhofer的EHLA超高速激光材料沉积工艺©Fraunhofer ILT,亚琛

目前,Drink&Schlössers这家公司已经对这种超高速激光材料沉积EHLA技术非常熟悉,因此他们对加工速度更快的新版本更加感兴趣。在令人满意的试验项目之后,也揭示了EHLA技术发展的良好机遇:EHLA工艺技术有望得到进一步发展,这将允许在直径达3,000 mm的超大型长辊上进行可靠的熔覆加工

而在国内,作为弗劳恩霍夫激光技术研究所孵化的创新企业,位于天津的德国ACunity公司(亚琛联合科技)围绕EHLA技术开展了一系列的市场化拓展性研发,对核心装备进行改良与升级。ACunity于2018年4月研制成功全球首台EHLA-Grand5000超大型高速激光熔覆设备,并交付中国客户。

block 制造与创新相互耦合

《德国的七个秘密》一书指出Fraunhofer使得制造与创新相互耦合,而美国没有可以匹敌弗劳恩霍夫的机构。弗劳恩霍夫研究所侧重应用研究,目标是提供有商业价值的解决方案,在基础研究与商业化之间架设了一座桥梁。

以亚琛Fraunhofer ILT, 亚琛Fraunhofer IPT,亚琛工业大学等研发资源为基础还成立了亚琛增材制造中心ACAM,通过ACAM聚集亚琛的资源以及应用端的需求,从而进一步推动行业发展。目前有超过100多名科研人员从事增材制造的科研,ACAM集中亚琛的优势资源推动增材制造认证、联合研发、培训教育、产业孵化等多方面的发展。从亚琛在增材制造领域的强大竞争力中受益,解锁增材制造复杂奥秘,ACAM是增材制造领域的称职研发合作伙伴。

Fraunhofer_5G_Europe_Video Cover2ACAM,亚琛

关于FraunhoferACAM(亚琛增材制造中心)引领增材制造产业化前沿技术发展的更多领先进展,3D科学谷将展开持续介绍,敬请保持关注!

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