2019年11月19日,目前全球规模最大的3D打印专业展会FORMNEXT在德国法兰克福举行,全球超800家3D打印厂商参展,中国展商超70家。为了满足中国数十万熊友对全球3D打印发展最新情况的了解,南极熊作为FORMNEXT2019中国战略合作专业媒体,在展会现场进行报道。
△DMG MORI的展位
在展会现场,南极熊看到了德国工业机床巨头DMG MORI的展位,经过这几年的努力,DMG MORI已经成为了3D打印领域的强者,尤其在激光沉积熔融技术方面经验丰富,而且在前几年就推出了基于该技术的增-减材混合5轴数控加工设备。
作为德国本土企业,德马吉DMG MORI充分发挥了主场优势,实物展出了超大型的Lasertec 125 3D打印组合加工机床,这应该是本次展会中展出的最大型的设备了,目前,在德马吉DMG MORI南极熊只看到了三款3D打印组合加工机床的介绍,分别是Lasertec 65 3D、LASERTEC 65 3D hybrid LASERTEC 4300 3D hyb、rid。还没有Lasertec 1253D hybrid的详细介绍。
△超大型Lasertec 125 3D打印组合加工机床
接下来南极熊介绍DMG MORI最早推出的一款增材制造激光熔覆加工机床Lasertec 65 3D。
DMG MORI推出的其独特的混合式加工解决方案,它将铣削加工技术与激光金属沉积加工工艺结合在一起,应用于一台具有完整铣削功能的LASERTEC 65型激光熔覆加工机床上。该工艺采用了一套粉末喷嘴,其在粉末床中的加工速度要比激光烧结加工技术快20倍。通过在一台机床上将增材制造与传统的减材制造这两种加工技术结合在一起,使增材制造的生产能力得到进一步扩大和补充,以替代与诸如铣削加工和车削加工相竞争的传统机加工方法。
△通过采用多个粉末喷头,可以在Lasertec 65 3D组合加工机床上,以夹层形式,生产两种或多种材料制成的创新组件
不同于采用粉末床的激光烧结技术,采用粉末喷嘴的加工工艺可允许制造生产大型零部件。其3.5kg/h的熔积速度,可使这一工艺的加工速度比采用粉末床的激光烧结工艺快20倍。再与铣削工艺相结合,使该技术得到全新的应用成为可能。这种零部件可分段加工成型,凡是需要精密加工的重要部位,采用铣削加工操作,但这中间发生的某些部位,在采用沉积加工工艺以后,铣刀是无法接近的。
该混合式加工机床将铣削加工的高精度和高表面光洁度等优点,与激光粉末沉积加工的灵活性和高熔积速度结合在一起。“对于采用传统铣削工艺加工的整体零件而言,其材料的浪费率达到95%以上,而采用混合式加工工艺,则可以节约很可观的生产成本,其材料浪费率可减少约5%。”LASERTEC 65型增材制造激光熔覆加工机床上配有一套二极管激光装置来代替刀具,将喷涂金属粉末材料添加到激光束之中,使金属粉末一层一层地熔覆在基材之上。从而在没有气孔或裂缝的情况下,使粉末与基材熔合在一起。金属粉末与基材表面之间形成了一个高强度的焊接效应。冷却后,可对沉积金属层,采用机械方法进行加工。
△ 3D组合加工机床,一次装卡可以完成5轴铣削以及激光堆焊技术
激光沉积加工技术并不是什么新鲜的工艺,但却是一种可靠且成熟的加工工艺,特别适于将其融入到DMG MORI公司的高品质数控机床之中,例如该公司的DMU、NT和NTX系列机床。与独立的加工解决方案相比,采用常规加工工艺与增材制造工艺相结合的方法,将具有越来越重要的意义。
该工艺的最大优越性在于其可用于将类似的或不同的金属层熔合在一起,根据不同的精度要求进行机加工,然后再熔覆添加下一层金属,而该区域采用铣刀或其他刀具是无法接近的。因此,混合式加工解决方案对维修工作和模具生产具有很大的实用意义,而且对其他应用领域也提供了一种令人感兴趣的可选用方式,特别是无法采用其他增材制造技术的大型零部件加工领域。
△DMG MORI 金属3D打印样品
适合于加工航天或能源行业所需零件的大型机床,其价格是非常昂贵的,因此,拥有一台既可以进行粗加工,又可以在同一台机床上进行沉积加工和精加工的大型机床,对客户来说是一件非常经济和理想的事情。
在能源、石油和天然气行业,零部件往往需要喷涂一层合适的合金防腐层,例如铬镍铁合金防腐层,以保护任何指定的区域。采用熔覆工艺可为在恶劣环境中使用的管道、阀门、凸缘和特殊金属结构件提供防腐保护。采用一台混合式加工机床,可以在一次性调试装卡过程中,完成基材和熔覆材料的加工和最后的精加工工艺,这将有利于节约生产成本以及缩短产品的交货期。
在本次展会,德马吉DMG MORI也展出了小心的金属3D打印机。
△小型DMG MORI 金属3D打印机
△金属3D打印拓扑优化支架零件
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