提升超3倍！華曙高科大尺寸金屬3D打印效率獲重要突破
導(dǎo)讀：對(duì)于SLM金屬3D打印技術(shù)來(lái)說(shuō)，提升效率的手段有哪些？增加激光數(shù)量、優(yōu)化工藝、增加鋪粉速度等等，SLM 3D打印技術(shù)還有多少潛力可挖？
在保障產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，“成本”與“效率”是增材制造技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化方向推進(jìn)的主旋律。3D打印技術(shù)參考注意到，華曙高科研發(fā)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)數(shù)月攻關(guān)，經(jīng)過(guò)充分的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，圓滿(mǎn)完成代號(hào)“奧林匹克”項(xiàng)目攻關(guān)——在保證高質(zhì)量的前提下，進(jìn)行多項(xiàng)設(shè)備及工藝優(yōu)化，成功將某大尺寸火箭發(fā)動(dòng)機(jī)收擴(kuò)段零件金屬3D打印效率提升超3倍，讓“更高、更快、更強(qiáng)”的奧林匹克精神融入技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐中。
該火箭發(fā)動(dòng)機(jī)收擴(kuò)段直徑約600mm，高度約780mm，材質(zhì)為IN718，華曙高科研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)影響成形效率的因素展開(kāi)分析，歸納出20余條影響要素，并按重要級(jí)進(jìn)行了分類(lèi)。此次效率提升著重于光學(xué)系統(tǒng)、打印工藝、掃描策略、鋪粉工藝、電子電氣控制等方面，通過(guò)多項(xiàng)優(yōu)化，成功將該火箭發(fā)動(dòng)機(jī)收擴(kuò)段成型用時(shí)由之前327小時(shí)縮短為96.5小時(shí)，生產(chǎn)效率提升338%。
此項(xiàng)研究成果對(duì)華曙高科提升金屬增材制造解決方案效益有極其重要的意義。華曙高科認(rèn)為，SLM技術(shù)仍有很大潛力待挖掘。未來(lái)將以此為例，對(duì)SLM技術(shù)潛力和創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)行深入研究與挖掘，進(jìn)一步釋放其創(chuàng)新活力和發(fā)展空間，以獲得更廣闊的增量市場(chǎng)。
為確保大尺寸工件質(zhì)量與效益兼具，華曙高科采用多激光搭接技術(shù)，自主研發(fā)快速搭接算法，有效解決了多個(gè)激光之間的激光一致性、掃描振鏡搭接校準(zhǔn)、搭接穩(wěn)定性、多激光掃描任務(wù)分配等問(wèn)題；采用先進(jìn)掃描策略，通過(guò)針對(duì)性的優(yōu)化參數(shù)，實(shí)現(xiàn)激光、振鏡的耦合控制，在保障內(nèi)部冶金質(zhì)量的同時(shí)，較大提升效率，相比優(yōu)化前，可以節(jié)省約39%的延時(shí)用時(shí)。
激光出光打印過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生煙塵，下風(fēng)向激光穿過(guò)煙塵時(shí)易造成散射，能量耗散，從而導(dǎo)致球化、未熔合等冶金缺陷。在多激光掃描系統(tǒng)中必須充分考慮上風(fēng)向煙塵的影響。華曙高科通過(guò)優(yōu)化大幅面風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)，既可實(shí)現(xiàn)同時(shí)出光避煙打印，又減少了各激光等待時(shí)間，從而提高效率。
由于該零件帶復(fù)雜內(nèi)流道冷卻結(jié)構(gòu)，需實(shí)現(xiàn)低的表面粗糙度從而減少流阻，華曙高科研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高表面質(zhì)量。
為了多個(gè)激光器能夠同時(shí)出光掃描，兼顧避煙，減少等待，華曙高科研發(fā)團(tuán)隊(duì)優(yōu)化控制系統(tǒng)，極大減少設(shè)備等待和非工作時(shí)間，使多個(gè)激光器持續(xù)保持最大效益的出光狀態(tài)，從而大大提高效率。
END
根據(jù)AMPower 2023全球工業(yè)增材制造市場(chǎng)報(bào)告，自2022年開(kāi)始，激光粉末床熔融3D打印的一個(gè)直觀的發(fā)展趨勢(shì)是超過(guò)600mm加工尺寸的大型工件生產(chǎn)需求上升。與此同時(shí)，這些較大尺寸零件由于項(xiàng)目時(shí)間緊張，必須提升打印效率以節(jié)約制造時(shí)間。華曙高科積極響應(yīng)市場(chǎng)需求，進(jìn)行一系列創(chuàng)新技術(shù)探索，不斷向大尺寸、高效率、高精度的方向努力。
提效增益，智能制造，華曙高科對(duì)技術(shù)始終不渝上下求索。未來(lái)，華曙高科將始終堅(jiān)持創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化的理念，為各行業(yè)用戶(hù)提供更多降本、增效、提質(zhì)的增材制造解決方案。
