德國Fraunhofer開發金屬絲激光沉積技術，材料利用率可達100%

德國Fraunhofer 激光技術研究所正在開發基于金屬絲激光沉積的創新技術（wire-based laser metal deposition，LMD-W）。在Formnext 2018展會期間，Fraunhofer 展示了這一技術。

可制造市場上廣泛使用的焊絲

LMD-W 技術*初是為提升部件的耐磨性而開發的。金屬絲材在被激光熔化之后，層層沉積到部件表面。Fraunhofer 還開發了CAD / CAM軟件，用于控制材料的逐層構建過程。

LMD-W 技術的特點是，材料在完全熔化后被分層沉積到部件表面，通過適當的CAM 支持和多軸過程控制，材料能夠被構建在現有的組件上。Fraunhofer表示該技術的材料利用率可達100%。

基于LMD-W 技術的增材制造設備采用模塊化設計，可以經濟高效的集成到企業的現有生產線中。其激光打印頭適用于常見的激光光學系統，因此不需要復雜的定制光束引導系統。內置傳感器可以檢測到運行過程中出現的典型錯誤，因此這些錯誤能夠在加工過程中得到分析，設備的控制系統針對錯誤進行補償。

LMD-W 設備采用橫向送絲方式，金屬絲與光軸成20度角。打印絲材包括多種鋼，以及鎳基和鈦基合金絲材。Fraunhofer 正在研究幾種其他合金絲材的適用性。

3D科學谷了解到，LMD-W 技術所使用的金屬絲材為市場上廣泛可用的絲材，填充焊絲、實芯焊絲和專用于激光沉積的絲材都可應用于該技術，這將降低制造成本。

LMD-W 技術在工業中的應用包括：

刀具維護 - 在制造中，刀具會受到磨損、粘附，并承受可能導致損壞的應力。LMD-W 技術的其中一項應用是為刀具添加一層保護層，從而延長刀具壽命。

結構部件增材制造 - LMD-W 技術能夠經濟的生產近凈形結構部件。

復雜部件增材制造 - 制造高復雜度的部件，例如渦輪葉片。

Fraunhofer 針對LMD-W 技術提供的服務包括：

應用的可行性研究

工藝開發

通過該技術提供小批量定制制造

將該技術整合到現有的工藝鏈中

基于LMD-W 技術的增材制造設備設計和制造

將基于LMD-W 技術的激光系統和送絲系統集成到機床中

3D科學谷Review

Fraunhofer激光技術研究所還開發了另外一種基于直接能量沉積-DED的金屬增材制造技術-EHLA超高速激光材料沉積技術。根據3D科學谷的市場研究，該技術可用于涂層和修復金屬部件。

Fraunhofer激光技術研究所認為，超高速激光材料沉積技術（EHLA）具有替代當前腐蝕和磨損保護方法如硬鍍鉻和熱噴涂的潛力。EHLA通過激光熔化金屬粉末，金屬粉末以液態金屬的形態“滴入”焊池而不是以半熔化的燒結顆粒形態粘結在一起。

Fraunhofer表示，該工藝對當前抗腐蝕和磨損保護的加工工藝具有改進作用。由于硬鉻電鍍消耗大量能量并且具有粘合和孔隙率的缺點，而熱噴涂在所用材料方面可能相當浪費。相比之下，EHLA方法加工出來的涂層是無孔的，從而改善粘合情況并降低裂紋和孔隙的發生的可能性。 除此之外，根據Fraunhofer，EHLA技術比熱噴涂節約90％的材料。

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