憑借LASERTEC 65增材制造工藝,德馬吉森精機(DMG MORI)推出迄今為止獨一無二的復合機床,該機床將創成式激光堆焊技術集成到一臺全功能的5軸銑床中。
在產品生命周期越來越短,而部件越來越復雜和越來越個性化的年代,創成式制造工藝可幫助企業更快地制造新產品和創新產品。創成式制造工藝可實現復雜幾何形狀和復雜工件的生產。通過粉末噴嘴進行激光堆焊與銑削加工共同構成的獨特復合技術,為用戶提供全新應用和幾何形狀可能。通過LASERTEC 65增材制造工藝,S
AUER LASERTEC目前提供將激光堆焊與5軸銑削結合在一起的復合加工解決方案。此工藝通過金屬粉末噴涂方式成形,這比在粉床中成形速度最高可快20倍。

過去,增材制造工藝市場飛速增長。然而,迄今為止,該工藝只限于生產傳統工藝無法加工的樣件和小部件。通過兩種工藝的結合—即在一臺機床上進行增材加工和切削加工,增材技術是對傳統加工方法的補充和增強。

為實現創成式制造,LASERTEC 65增材制造工藝配置了一臺2kW的
二極管激光器用于激光堆焊,其中,DECKEL MAHO全功能的monoBLOCK結構穩定的5軸銑床,還可實現高精度銑削加工。“由于可在銑削加工與激光加工之間進行全自動轉換,LASERTEC 65增材制造工藝不僅適合帶底切的復雜部件全套加工,也適用于修復加工,以及模具和機械制造或醫療器械所需的部分或全部噴涂加工”,位于德國普夫龍騰(Pfronten)的SAUER LASERTEC公司銷售經理弗里德曼.雷爾(Friedemann Lell)指出。
創成式生產大型部件
不同于粉床中的激光燒蝕,激光堆焊技術可借助金屬粉末噴嘴制造大型部件。由于堆焊生產速度可達每小時3.5 kg,因此,該制造工藝比粉床中用激光成形速度最高可提高20倍。與銑削加工結合后,可實現全新的應用。部件可分多個階段堆焊,在各步堆焊過程之間可加入銑削加工,以便在部件因幾何形狀的原因無法用銑刀最終加工前,先將該部位加工到最終精度。

復合機床具有銑削優點,例如精度高和表面質量高等,與堆焊技術的靈活性和堆焊的高速度結合在一起。“在目前通過銑削加工材料切除率達95%的整體構件中,采用增材工藝,只在需要的地方堆焊材料。這樣,材料損失降低到5%。由此大大節省了原材料和成本”,弗里德曼.雷爾解釋道。

激光器包括堆焊頭都安裝在銑削主軸的HSK刀柄中。機床進行銑削加工時,該激光器可自動存放在安全存放位中。通過帶SIEMENS 840D solutionline上的OPERATE 4.5操控界面的19英寸ERGOline對機床進行控?制。激光加工過程的控制系統安裝在一個單獨
控制柜中,這便于將此系統集成到其它的德馬吉森精機(DMG MORI)機床中。
制造3D輪廓
通過二極管激光器,金屬粉末被逐層堆焊在基體材料上,并且與基體材料之間無氣孔、無裂紋地熔合在一起。在此過程中,金屬粉末成為與基體表面結合的高強度焊劑。同軸的惰性氣體避免堆焊過程中發生氧化。冷卻后,形成可進行機械加工的金屬層。
由于激光堆焊早已是一項成熟的獨立技術,可非常理想地將其集成到德馬吉森精機(DMG MORI)的高品質CNC數控機床中。“切削工藝和增材工藝的結合,在將來會發揮更重要的作用,因為這種結合為用戶帶來許多新的可能和優點”,雷爾說道。
這種工藝的一個優點是可將不同材料層連續堆焊在一起。根據激光器的情況和噴嘴的幾何形狀,壁厚范圍可達0.1mm到5mm。在沒有支撐幾何形狀的情況下,也能層疊形成復雜3D輪廓。
一些部位由于部件的幾何形狀而無法被銑刀或
其他刀具接觸加工前,分層進行精確切削加工。兩種工藝的結合是維修工作和工具及模具制造的好方法。也是輕型部件、樣件或小批量生產提供了許多新選擇—尤其是在大型部件的生產,因為其他增材制造工藝受空間限制無法應用。
成本低廉的解決方案
諸如用于能源和航空航天領域復雜部件加工的大型機床,通常價格昂貴。如果將粗加工、噴涂和精加工集中于一臺機床,就為客戶提供了一個具有價格優勢的解決方案。
此外,在能源和石油工業中,部件常常還必須噴涂抗腐蝕合金,避免磨損。堆焊技術可為如管材、接頭、法蘭和特殊產品等在腐蝕性環境下使用的產品提供保護。采用復合機床可在一臺機床上進行基體材料加工、噴涂以及精加工。從而節省費用,并縮短生產周期。

LASERTEC 65增材制造的亮點
? 激光噴涂與銑削技術獨一無二的組合可實現最佳表面以及最佳部件精度;
? 采用粉末噴嘴的激光堆焊:比粉床工藝快20倍;
? 還可生產全套零部件;
? 無需支撐結構可實現眾多3D幾何形狀,包括底切;
? 渦輪部件以及在工具和模具的修理;
? 耐磨層應用;
? 銑削和激光加工之間全自動轉換的全套加工;
? 巨大的加工區,用于加工直徑650mm、高360mm以及最大重量1000kg的工件;
? 接近性能好和操作舒適:機床門開度1430mm,正面接近性能好;
? 占地面積僅7.5平方米。