2025年,隨著中國(guó)制造向高端制造目標(biāo)的不斷邁進(jìn),增材制造技術(shù)也在不斷推陳出新。南極熊獲悉,徐州航天美利達(dá)自動(dòng)焊接設(shè)備有限公司憑借深厚的焊接技術(shù)積累與自主研發(fā)實(shí)力,正式發(fā)布國(guó)內(nèi)首創(chuàng)“等離子電弧熔絲+激光”復(fù)合增材制造技術(shù)與機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)備,突破了傳統(tǒng)電弧熔絲和激光增材的瓶頸,填補(bǔ)國(guó)內(nèi)高效復(fù)合增材制造在復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)用方面的關(guān)鍵技術(shù)空白。
等離子電弧 激光復(fù)合增材制造設(shè)備.jpg (183.92 KB, 下載次數(shù): 3)
下載附件
7 天前 上傳
從焊接工程轉(zhuǎn)型,瞄準(zhǔn)高端智能制造
徐州航天美利達(dá)的前身是一家專(zhuān)注于高難度金屬裝飾工程的企業(yè),承接過(guò)2008年北京奧運(yùn)主火炬、深圳世界之窗環(huán)球舞臺(tái)等標(biāo)志性項(xiàng)目。近年來(lái),公司完成了從工程安裝到智能焊接裝備研發(fā)制造的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,構(gòu)建了以增材制造為核心的新技術(shù)體系,并于2021年整體遷至徐州工業(yè)園區(qū),形成集研發(fā)、制造、試驗(yàn)為一體的產(chǎn)業(yè)平臺(tái)。
屏幕截圖 2025-04-24 212958.jpg (279.01 KB, 下載次數(shù): 2)
下載附件
7 天前 上傳
屏幕截圖 2025-04-24 221541.jpg (289.08 KB, 下載次數(shù): 3)
下載附件
7 天前 上傳
公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)由多位來(lái)自航天科研院所、高校教授、高級(jí)技師組成,掌握焊接、數(shù)控、激光、材料等多學(xué)科交叉核心技術(shù),成功研制出行業(yè)領(lǐng)先的“等離子電弧+激光復(fù)合增材機(jī)器人系統(tǒng)”。
2.png (320.77 KB, 下載次數(shù): 3)
下載附件
7 天前 上傳
△徐州航天美利達(dá)自動(dòng)焊接設(shè)備有限公司 生產(chǎn)基地
復(fù)合增材技術(shù):融合優(yōu)勢(shì)、打破瓶頸
傳統(tǒng)定向能量沉積金屬3D打印以激光送粉和等離子電弧熔絲兩大路徑為主。激光送粉雖成形精度高,設(shè)備成本和金屬粉材成本高,且增材工藝要求高、應(yīng)力集中、易裂,增材中途停機(jī)時(shí),增材工件需要保溫防裂,鋁合金增材反光,容易產(chǎn)生裂紋、氣孔等缺陷。而等離子電弧熔絲增材側(cè)面送絲有方向性,對(duì)于拐彎或轉(zhuǎn)角的增材軌跡,側(cè)面送絲方向不能隨拐彎或轉(zhuǎn)角軌跡而改變,不能滿(mǎn)足復(fù)雜形狀增材產(chǎn)品的要求,限制等離子電弧熔絲增材的發(fā)展應(yīng)用。
航天美利達(dá)的解決方案是:將兩種技術(shù)“合二為一”,實(shí)現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化。他們開(kāi)發(fā)的“等離子電弧熔絲 + 激光復(fù)合增材”技術(shù),主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1. 解決送絲方向性限制,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀打印 傳統(tǒng)等離子電弧熔絲技術(shù)中,送絲方向固定,難以適應(yīng)復(fù)雜軌跡。美利達(dá)研發(fā)的8軸等離子旋轉(zhuǎn)焊槍電弧熔絲增材機(jī)器人,其焊槍和送絲方向可以無(wú)限旋轉(zhuǎn),解決等離子電弧增材側(cè)面送絲有方向性問(wèn)題,側(cè)面送絲方向能隨增材軌跡拐彎或轉(zhuǎn)角而改變,成功應(yīng)用于如閥門(mén)密封面、異形零件等復(fù)雜部件打印。此外,可連續(xù)增材多個(gè)工件,實(shí)現(xiàn)增材流水作業(yè),提高生產(chǎn)效率。
3.png (287.4 KB, 下載次數(shù): 4)
下載附件
7 天前 上傳
△8軸旋轉(zhuǎn)焊槍增材焊接機(jī)器人
2. 熔池優(yōu)化,減少缺陷 通過(guò)脈沖激光對(duì)熔池的沖擊與攪拌作用,有效改善了熔池內(nèi)流動(dòng)性、降低溫度梯度,減少氣孔、裂紋、偏析等典型缺陷,使成形構(gòu)件具備更穩(wěn)定的組織結(jié)構(gòu)。
3. 復(fù)合能量場(chǎng)控制組織性能 激光和等離子電弧在微觀組織上發(fā)揮協(xié)同作用,激光與等離子電弧作用區(qū)的平均晶粒尺寸相比減小約40%,且元素分布更加均勻;谧灾餮邪l(fā)的鋁合金等離子電弧熔絲+激光復(fù)合增材制造技術(shù):以Al-Cu合金為例,增材后抗拉強(qiáng)度達(dá)300MPa以上,熱處理后可達(dá)T6態(tài)鍛件標(biāo)準(zhǔn),斷后伸長(zhǎng)率超過(guò)15%。該技術(shù)解決了金屬熔滴過(guò)渡過(guò)程中電弧弧柱溫度高、熔滴比表面積大,更容易吸氫,產(chǎn)生大量氣的孔問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了增材制造鋁合金組織-應(yīng)力-性能協(xié)同控制以及缺陷可控性的目標(biāo)。此外,該技術(shù)也可用于鋁鋅合金、鋁鋰合金、銅合金等金屬構(gòu)件增材制造,拓展激光增材制造技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
4. 成本與效率雙優(yōu) - 電弧電源成本僅為激光器1/10、電子束系統(tǒng)1/30;
- 使用絲材而非粉末,成本僅為后者的1/3;
- 成形效率可達(dá)350cm³/h,部分材料增材效率高達(dá)3kg/h,媲美甚至超越萬(wàn)瓦級(jí)激光系統(tǒng)。
屏幕截圖 2025-04-24 214312.jpg (296.08 KB, 下載次數(shù): 3)
下載附件
7 天前 上傳
多元應(yīng)用場(chǎng)景:從航天到民用產(chǎn)業(yè)
航天美利達(dá)的復(fù)合增材制造技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)實(shí)際工程項(xiàng)目中驗(yàn)證其適應(yīng)性與穩(wěn)定性,顯示出廣泛的工業(yè)化前景。
1、閥門(mén)密封件制造 在中核蘇閥科技合作項(xiàng)目中,復(fù)合增材機(jī)器人成功用于深孔Y型截止閥、三偏心蝶閥等閥體的密封面堆焊,通過(guò)精加工及檢測(cè),全部達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn),展示出優(yōu)異的密封性能與耐腐蝕能力。
屏幕截圖 2025-04-24 214607.jpg (262.41 KB, 下載次數(shù): 3)
下載附件
7 天前 上傳
△蝶閥閥板平面密封面螺旋增材堆焊視頻及圖片
屏幕截圖 2025-04-24 215000.jpg (251.1 KB, 下載次數(shù): 3)
下載附件
7 天前 上傳
2、航空航天結(jié)構(gòu)件 復(fù)合增材技術(shù)已用于鈦合金、鋁鋰合金、高溫合金等材料的航天結(jié)構(gòu)打印,如發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、連接器等大型復(fù)雜部件,滿(mǎn)足輕量化、強(qiáng)度高的嚴(yán)苛要求。
屏幕截圖 2025-04-24 215017.jpg (254.91 KB, 下載次數(shù): 3)
下載附件
7 天前 上傳
屏幕截圖 2025-04-24 215034.jpg (225.63 KB, 下載次數(shù): 4)
下載附件
7 天前 上傳
3、特種車(chē)輛整車(chē)增材制造 公司研發(fā)的模塊化組合龍門(mén)架機(jī)器人系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)對(duì)特種車(chē)輛整車(chē)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行3D打印增材,適用于軍工、應(yīng)急、軌道交通等行業(yè)的快速部署制造需求。
屏幕截圖 2025-04-24 215205.jpg (207.17 KB, 下載次數(shù): 3)
下載附件
7 天前 上傳
4、復(fù)雜零件的微結(jié)構(gòu)精控 通過(guò)調(diào)節(jié)激光脈沖參數(shù)與等離子能量分布,技術(shù)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)微觀組織的區(qū)域性調(diào)控,為下一步功能梯度材料與多尺度復(fù)合構(gòu)件制造打下基礎(chǔ)。
除了在工藝層面的先進(jìn)性,航天美利達(dá)還具備完善的自主研發(fā)與制造體系,已實(shí)現(xiàn)自研電源、焊槍、高強(qiáng)光相機(jī)等全部核心部件的國(guó)產(chǎn)化。截至目前,航天美利達(dá)已取得三項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利、六項(xiàng)外觀設(shè)計(jì)和二十四項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利,并獲得“創(chuàng)客中國(guó)”及“科創(chuàng)江蘇”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類(lèi)榮譽(yù)。在教育部科技查新報(bào)告中明確指出:其八軸旋轉(zhuǎn)焊槍+高強(qiáng)光監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的流水線蝶閥增材方案為國(guó)內(nèi)首創(chuàng),查新文獻(xiàn)中無(wú)同類(lèi)報(bào)道。
屏幕截圖 2025-04-24 213047.jpg (325.01 KB, 下載次數(shù): 3)
下載附件
7 天前 上傳
屏幕截圖 2025-04-24 220614.jpg (259.47 KB, 下載次數(shù): 3)
下載附件
7 天前 上傳
更重要的是,復(fù)合增材系統(tǒng)在成本控制和運(yùn)行穩(wěn)定性上已實(shí)現(xiàn)工程化突破,為眾多中小制造企業(yè)提供了可落地的金屬3D打印解決方案。
小結(jié):航天焊魂,點(diǎn)燃國(guó)產(chǎn)高端增材制造“引擎
增材制造正從“替代加工”走向“結(jié)構(gòu)創(chuàng)新”。徐州航天美利達(dá)的“等離子電弧 + 激光復(fù)合增材機(jī)器人技術(shù)”不僅解決了成本與效率的矛盾,也突破了復(fù)雜結(jié)構(gòu)與微觀組織控制的技術(shù)瓶頸,構(gòu)建了金屬增材制造的“第二曲線”。
“成就客戶(hù)夢(mèng)想,焊接國(guó)家棟梁”,這是航天美利達(dá)秉持的企業(yè)理念。復(fù)合增材技術(shù)不僅服務(wù)于高端航天產(chǎn)業(yè),也推動(dòng)著3D打印在能源、汽車(chē)、船舶、醫(yī)療等領(lǐng)域的普及應(yīng)用。該技術(shù)是面向工程應(yīng)用的金屬3D打印解決方案,也是“中國(guó)智造”在焊接制造領(lǐng)域一次具有突破性的嘗試。南極熊預(yù)測(cè),未來(lái)這項(xiàng)技術(shù)有望與AI設(shè)計(jì)、數(shù)字孿生、智能控制等深度融合,邁向真正的智能化增材制造新階段。
|