LASERTEC 65 3D：擁有最終零件品質(zhì)的3D零件增材式生產(chǎn)

DMG MORI

DMG MORI推出的LASERTEC 65 3D是一臺復(fù)合加工機(jī)床，它能在全功能5軸銑床上進(jìn)行激光堆焊并達(dá)到最終零件品質(zhì)。

產(chǎn)品生命周期在不斷縮短，零件也日趨復(fù)雜和個(gè)性化，增材式生產(chǎn)能幫助企業(yè)加快新產(chǎn)品和創(chuàng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)速度。增材式生產(chǎn)可生產(chǎn)十分復(fù)雜的幾何件和工件。將用粉末噴嘴的激光堆焊技術(shù)與銑削技術(shù)集成在一起構(gòu)成獨(dú)特的加工技術(shù)，開創(chuàng)了全新應(yīng)用和可加工的幾何件。DMG MORI的LASERTEC 65 3D現(xiàn)在開始提供融合激光堆焊技術(shù)與5軸銑削技術(shù)的復(fù)合加工解決方案。它用粉末噴嘴進(jìn)行激光堆焊，加工速度比粉床方法快10倍。

加工案例

增材式生產(chǎn)市場正在快速擴(kuò)大。但是，截至目前這類生產(chǎn)工藝只限用于原型件和小型零件的生產(chǎn)，這些零件尚無法用傳統(tǒng)方式生產(chǎn)。將金屬堆焊 / 增材式生產(chǎn)（AM）與金屬切削 / 減材式生產(chǎn)（SM）2種加工方式結(jié)合在一臺機(jī)床中，用增材式對傳統(tǒng)加工方式進(jìn)行補(bǔ)充和增強(qiáng)。

LASERTEC 65 3D技術(shù)亮點(diǎn)

為進(jìn)行增材生產(chǎn)，LASERTEC 65 3D配一個(gè)用于堆焊的2kW二極管激光器，同時(shí)用全功能的高剛性monoBLOCK?機(jī)床結(jié)構(gòu)的5軸銑床執(zhí)行高精度的銑削加工。LASERTEC 65 3D的銑削加工與激光加工之間能全自動(dòng)切換，它能完整加工帶底切的復(fù)雜工件，能進(jìn)行修復(fù)加工和對模具及機(jī)械零件甚至醫(yī)療器械零件進(jìn)行部分或全面噴涂加工，具有如下亮點(diǎn)。

（1）智能化地結(jié)合激光堆焊與銑削技術(shù)，實(shí)現(xiàn)最高表面質(zhì)量和工件精度；

（2）粉末噴嘴的激光堆焊：比粉床方式速度快10倍；

（3）完整加工3D工件，最大直徑500mm，不需要任何支撐形狀，甚至可帶懸掛輪廓；

（4）直接加工最終零件上無法加工到的部位。

LASERTEC 65 3D主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 LASERTEC 65 3D主要技術(shù)參數(shù)

增材式生產(chǎn)大型零件

與粉床的激光焊接方法不同，激光堆焊技術(shù)用金屬粉末噴嘴可生產(chǎn)大型零件。堆焊速度可達(dá)1kg/h，相當(dāng)于比粉床激光方法生產(chǎn)零件速度快10倍。與銑削技術(shù)的結(jié)合開創(chuàng)了全新應(yīng)用領(lǐng)域。工件通過多個(gè)步驟成形，銑削與堆焊可交替進(jìn)行，這樣使最終零件由于幾何形狀限制無法用刀具加工的部位能在最終成形前加工，并加工到最終精度要求。

復(fù)合加工機(jī)床不僅擁有銑床優(yōu)點(diǎn)，例如精度高和高表面質(zhì)量，還有粉末堆焊技術(shù)的靈活性和堆焊速度快的優(yōu)點(diǎn)。對于現(xiàn)在的整體構(gòu)件，95%的材料被銑削切除，而用增材方法只需在需要的地方堆焊，這將大幅節(jié)省材料和成本。

LASERTEC 65 3D 機(jī)床

激光器以及所帶的粉末堆焊頭一起安裝在銑削主軸的HSK刀柄處。機(jī)床銑削加工時(shí)，它自動(dòng)停靠在安全的固定位置處。機(jī)床和加工過程在數(shù)控系統(tǒng)控制下工作，控制系統(tǒng)就是全新配備CELOS的21.5'' ERGOline?控制面板，數(shù)控系統(tǒng)為Operate 4.5版的西門子840D solutionline。CELOS?為所有全新德馬吉森精機(jī)高科技機(jī)床提供統(tǒng)一用戶界面。CELOS應(yīng)用程序（CELOS?APPs）可使用戶實(shí)現(xiàn)對訂單、工藝流程數(shù)據(jù)和機(jī)床數(shù)據(jù)的一體化數(shù)字化管理、記錄和顯示。此外，機(jī)床的操作也獲得簡化、標(biāo)準(zhǔn)化與自動(dòng)化。CELOS?以極為獨(dú)特的方式將機(jī)床與母公司結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，并由此為連續(xù)數(shù)字化無紙制造創(chuàng)造基礎(chǔ)。用戶可與數(shù)據(jù)管理軟件ERP、PPS以及PDM進(jìn)行直接連接，并通過CELOS?實(shí)現(xiàn)從理念到成品的30%的提速?？梢哉f，CELOS?為工業(yè)4.0建立了新標(biāo)桿。

3D輪廓加工

二極管激光器將金屬粉末堆焊在基體材料的表層并與基體結(jié)合在一起，無空洞也無裂紋。金屬粉末焊接在金屬表面上，結(jié)合強(qiáng)度高。在堆焊過程中，同軸提供的惰性氣體避免發(fā)生氧化。金屬表層冷卻后，可進(jìn)行機(jī)械加工。

CELOS

由于激光堆焊技術(shù)作為一項(xiàng)獨(dú)立技術(shù)早已存在很長時(shí)間，最適于結(jié)合到DMG MORI高質(zhì)量數(shù)控機(jī)床中。將切削技術(shù)與增材生產(chǎn)技術(shù)結(jié)合在一起對未來將越來越重要，因?yàn)樗鼊?chuàng)造了許多全新生產(chǎn)方式和帶給客戶更多優(yōu)點(diǎn)。

這個(gè)方法的突出優(yōu)點(diǎn)是允許堆焊多層的不同材料焊。根據(jù)激光器和噴嘴形狀，壁厚可在0.1～5mm之間，甚至也能生成復(fù)雜3D輪廓，而且不需要任何支撐結(jié)構(gòu)。每一層都可以在工件幾何限制使刀具無法接近前進(jìn)行精確地加工。將2種加工技術(shù)結(jié)合在一起也是模具修復(fù)和生產(chǎn)的可行選擇。而且為輕型零件、原型件或小批量生產(chǎn)提供了更多選擇，尤其是大型零件生產(chǎn)領(lǐng)域，由于空間限制，其他增材法難以加工。

經(jīng)濟(jì)的解決方案

大型機(jī)床，例如加工能源或航空航天大型零件機(jī)床非常昂貴。用一臺機(jī)床進(jìn)行粗加工、堆焊和精加工將帶給客戶巨大經(jīng)濟(jì)利益。另一個(gè)例子是，能源和石油行業(yè)零件通常需要噴涂耐蝕合金，避免磨損。堆焊技術(shù)能保護(hù)許多惡劣環(huán)境中使用的產(chǎn)品，例如管、接頭、法蘭和特殊結(jié)構(gòu)件。該復(fù)合加工技術(shù)讓一臺機(jī)床能執(zhí)行基體材料的加工、噴涂和精加工，可以節(jié)省成本和縮短生產(chǎn)總時(shí)間。