增減材復合金屬3D打印機，中科煜宸推出教育科研/工業(yè)領(lǐng)域系列產(chǎn)品

來源：中科煜宸

導讀：作為近年來新概念的制造技術(shù)，增材制造技術(shù)的出現(xiàn)突破了傳統(tǒng)的鑄造、鍛造、焊接等技術(shù)的瓶頸問題，實現(xiàn)了復雜零件及大型結(jié)構(gòu)件的整體成形。然而，由于增材制造后的精度不足，嚴重地制約了增材制造技術(shù)的快速發(fā)展及大規(guī)模應用，目前增減材復合制造技術(shù)是解決這一問題的理想方法之一。

增減材復合制造技術(shù)是一種在增材制造技術(shù)前提下，對傳統(tǒng)數(shù)控機床的二次開發(fā)技術(shù)，結(jié)合減材制造成形尺寸精度高和表面質(zhì)量好的優(yōu)勢，彌補增材制造工藝精度低的新型復合加工方法，運用逐層堆疊的增材制造以及適時的切削加工，保障零件成形過程中的尺寸精度和表面質(zhì)量，實現(xiàn)零件在同一臺數(shù)控機床上完成“增材-減材”的連續(xù)復合加工過程。

△ 增減材復合制造工藝特點

增減材的復合加工技術(shù)發(fā)展方向由于融合了增材制造和減材制造技術(shù)優(yōu)勢，該技術(shù)能快速制備出不同材料的高精度、高質(zhì)量的復雜形狀零件，縮短制造周期，節(jié)省材料，降低成本，增強產(chǎn)品競爭優(yōu)勢，特別有利于復雜形狀、多品種、小批量零件的生產(chǎn)，以及通過激光修復實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟提升，因此具有廣闊的應用前景。

南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司自2013年成立以來，始終致力于從事激光增材制造設備（3D打印、表面技術(shù)）、核心器件的研發(fā)與制造。立足于引領(lǐng)并不斷滿足市場需求的開發(fā)理念，中科煜宸于2019年2月正式啟動了“高效高精度萬瓦激光增減材復合制造設備及核心技術(shù)研發(fā)”項目，已實現(xiàn)增減材設備核心器件自主結(jié)構(gòu)設計、增減材制造高效路徑規(guī)劃技術(shù)、增減材制造工藝數(shù)據(jù)庫軟件及全流程狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等功能模塊單元的研發(fā)，形成專用增減材智能化軟件3套，申請相關(guān)專利8件，軟著11項�；�于以上核心技術(shù)，中科煜宸已研發(fā)五軸聯(lián)動增減材復合制造設備、柔性機器人增減材復合制造設備等系列化設備。

系列化增減材復合制造設備
五軸聯(lián)動增減材復合制造設備RC-800LH

圖2 五軸聯(lián)動增減材復合制造機床RC-800LH

五軸聯(lián)動增減材復合制造機床RC-800LH是一款具有增材、減材功能的高端復合加工設備，它既保持了傳統(tǒng)五軸加工中心的機加功能，同時也具有增材制造的功能，整體系統(tǒng)由減材系統(tǒng)和增材系統(tǒng)兩部分組成。減材系統(tǒng)的主體為立式五軸加工中心（3直線軸+AC搖籃工作臺），配置五軸控制系統(tǒng)；增材系統(tǒng)由激光器、傳輸光纖、環(huán)形或多路送粉加工頭、送粉器以及熔池監(jiān)控系統(tǒng)等組成。同時，機床還配置了增減材離線編程軟件、可選配智能在線監(jiān)控與運維系統(tǒng)、激光對刀儀、冷卻系統(tǒng)等輔助設備。機床可實現(xiàn)鎳基合金、鈷基合金、鐵基合金等金屬材料的增減材復合加工，主要針對工業(yè)領(lǐng)域高端模具、航空航天領(lǐng)域等高附加值、具有復雜曲面特征、小批量零件的生產(chǎn)制造及修復。

機床技術(shù)特點：

• 國產(chǎn)五軸數(shù)控系統(tǒng)：七軸五聯(lián)動，性能穩(wěn)定；
• 加工范圍廣：激光送粉增材成型+高速銑削自由切換，配置煜宸與西門子聯(lián)合版NX增減材路徑規(guī)劃軟件，實現(xiàn)各類復雜金屬零件的增減材復合加工；
• 結(jié)構(gòu)緊湊：附加Z軸直線模組固定增材打印頭，降低機床總高；
• 高精度：直線軸定位/重復定位精度分別為0.008mm/0.005mm；AC軸定位/重復定位精度分別為±8″/±5″；
• 大幅面大尺寸：工作臺尺寸φ750mm，負載700kg；直線軸行程800mm/800mm/550mm；
• 高效率：激光功率4kW ，減材主軸功率25kW，轉(zhuǎn)速18000rpm，42位刀庫；
• 熱穩(wěn)定性：大理石床身、內(nèi)防護隔熱涂層、排熱除塵風扇；
• 減材加工冷卻：低溫冷風切削霧化MQL，外置低溫霧化冷風機；
• 智能化：工作區(qū)CCD工業(yè)相機、設備故障診斷預警、關(guān)鍵區(qū)域溫度監(jiān)控、加工模擬，實現(xiàn)加工過程可追溯。
  

柔性機器人增減材復合制造系統(tǒng)LHM-2000-R

△柔性機器人增減材復合制造系統(tǒng)LHM-2000-R

LHM-2000-R是中科煜宸自主開發(fā)的系列化柔性機器人增減材復合制造系統(tǒng)中的重載加工設備。本系統(tǒng)使用機器人和φ2000mm重型雙軸變位機作為動作執(zhí)行機構(gòu)，可集成電弧送絲打印系統(tǒng)和激光送粉打印系統(tǒng)；同時，還配置了專用增減材離線編程軟件、智能在線監(jiān)控與運維系統(tǒng)、熔池在線監(jiān)控系統(tǒng)等輔助設備；可實現(xiàn)鋁合金、鎳基合金、鈦合金、鐵基合金等金屬材料的增減材復合制造，具有柔性程度高、加工幅面大、效率高以及制造修復的一體化等功能特點。

系統(tǒng)技術(shù)特點：

• 增減材刀具自由切換：配置成熟電弧焊槍和刀具快換裝置，實現(xiàn)電弧增材+減材加工復合制造；
• 多軸聯(lián)動：搭載雙軸變位機，可實現(xiàn)多軸聯(lián)動控制；
• 具有大幅面、高效率、高穩(wěn)定性；
• 自主軟件：配套增減材復合制造工藝設計軟件，實現(xiàn)不同功能算法模塊之間的數(shù)據(jù)協(xié)同處理，完成三維模型數(shù)據(jù)到增減材復合制造工藝文件的無縫銜接轉(zhuǎn)換；
• 智能化：智能化設備集成，實現(xiàn)熔池動態(tài)閉環(huán)反饋控制、設備故障診斷預警、加工過程可追溯。
  

B智能化軟件系統(tǒng)
中科煜宸針對熔池檢測與閉環(huán)控制系統(tǒng)開展了研發(fā)，形成基于邊緣夾角附加損失函數(shù)的熔池形貌檢測算法及熔池閉環(huán)控制算法等關(guān)鍵核心技術(shù)；構(gòu)建了基于CAD模型庫與工藝庫的增減材復合工序策略，設計與實現(xiàn)了三維模型分割及剖切軟件、面向截面模型的增減材路徑規(guī)劃軟件。

△增減材復合制造路徑規(guī)劃軟件

2022年8月，中科煜宸與西門子工業(yè)軟件簽署了OEM戰(zhàn)略合作協(xié)議�；�于西門子NX軟件平臺中的Multi Axis Deposition（定向能量沉積增材制造）路徑規(guī)劃模塊和減材加工路徑規(guī)劃模塊，中科煜宸已實現(xiàn)了機床三軸、機床五軸四聯(lián)動、機床五軸五聯(lián)動等多種增減材制造裝備結(jié)構(gòu)的運動配置，完成西門子828D、840D，華中數(shù)控、廣州數(shù)控等多型號國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，機器人控制系統(tǒng)等的后處理器開發(fā)配置，可直接輸出裝備運動數(shù)控程序。在此基礎上，中科煜宸形成了“裝備結(jié)構(gòu)+數(shù)控系統(tǒng)”自由組合的數(shù)字化增減材制造裝備模型庫。借助于該模型庫，用戶在軟件端即可實現(xiàn)對中科煜宸增減材裝備標準機型的全方位虛擬操作使用，優(yōu)化零件打印路徑規(guī)劃策略，檢查設備運動過程中的干涉碰撞情況；同時又可根據(jù)待打印零件的幾何特征情況，提出更加明確的非標類增減材制造裝備硬件指標。

裝備健康管理系統(tǒng)（可選配）
裝備健康管理系統(tǒng)軟件RC-Argus是中科煜宸自主研發(fā)的一款專門針對金屬送粉3D打印過程的智能監(jiān)控軟件。可實現(xiàn)激光增材制造工藝過程設備參數(shù)、工藝參數(shù)、環(huán)境參數(shù)的實時采集與記錄，設備運行維護狀態(tài)的智能提醒。通過對加工過程參數(shù)的采集、處理、分析，能夠使3D打印裝備更穩(wěn)定、更健康、更智能。

RC-Argus設備健康管理系統(tǒng)軟件具備以下功能特點：

• 設備監(jiān)控和報警，實時顯示設備狀態(tài)參數(shù)；
• 統(tǒng)計分析，生成加工參數(shù)狀態(tài)曲線，方便實時分析；
• 工藝輔助，創(chuàng)建生成材料工藝庫，推薦并指導加工參數(shù)。
  

(a) 五軸聯(lián)動機床式

(b) 柔性機器人式

△圖5 裝備健康管理系統(tǒng)軟件

中科煜宸研制的五軸聯(lián)動機床、機器人+回轉(zhuǎn)臺類增減材復合制造設備，實現(xiàn)了鋁合金、不銹鋼、銅合金、鎳合金等材料典型零件的增減材復合制造，并已經(jīng)在科研教育、工業(yè)數(shù)控加工、航空航天等領(lǐng)域得到了產(chǎn)業(yè)化應用驗證。

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公司介紹

南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司(“中科煜宸”)成立于2013年，位于南京市棲霞區(qū)經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，是一家以增材制造(金屬3D打印、激光再制造)、激光焊接、自動化產(chǎn)線等設備，激光核心器件(加工頭、送粉器、軟件)的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售為主營業(yè)務的高新技術(shù)企業(yè)，公司具備為全球眾多500強企業(yè)提供智能制造裝備項目開發(fā)和管理經(jīng)驗，致力于成為一家智能裝備供應商以及工業(yè)4.0智能制造整體解決方案提供商。

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