济南3D打印定向能量沉积DLD工艺的新里程碑

据小编济南3D打印了解：在金属三维打印中，我们关注的焦点通常是SLM粉末床选择性激光熔金属三维打印技术，这很容易忽略定向能量沉积技术。

激光定向能沉积（LDED）技术是一种利用激光或其它能源在熔池中高速移动的激光定向能沉积（LDED）技术。材料经粉末或长丝直接送入高温熔化区，熔化后逐层沉积。激光金属沉积（LMD）技术是以激光为能源，金属粉末为加工材料。

重点介绍了基于粉末床的选择性金属熔化三维打印技术的应用。西门子对激光金属粉末沉积技术的发展和应用也持积极态度。

西门子最近与其合作伙伴开发了一种解决方案，以比以往更有效地提高激光金属沉积（LMD）技术中金属3D打印的过程稳定性，采用粉末床选择性激光熔化技术对涡轮叶片进行3D打印。这一解决方案为深化济南3D打印技术的开发应用打开了大门。

图片：激光金属沉积（LMD）是西门子在释放速度和尺寸方面的独特优势。西门子的3D打印愿景远远超出了其在涡轮发电机和航空航天领域的应用范围。就在去年，西门子与哈克罗德合作设计了世界上第一个虚拟现实系统。

西门子对3D打印的雄心壮志需要专门的研发工作来促进技术和应用的发展和集成。事实上，西门子正加紧努力促进济南3D打印技术的发展。在慕尼黑的西门子企业技术（CT）实验室，在激光沉积和焊接过程中，金属部件被逐层建造。机器以不同的速度移动激光束，有时缓慢，有时快速。通过这种方式，研究人员可以消除不均匀的位置，最终产生更完美的近净部分。

与SLM粉末床选择性激光熔金属3D打印技术不同，定向能量沉积技术不依赖于压力室，可以保护金属3D打印过程不受周围环境的影响。对于SLM粉末床选择性激光熔金属3D打印工艺，工作区域必须首先充满惰性气体，这是一个耗时的过程。激光金属沉积（LMD）属于定向能沉积技术，由于惰性气体直接从激光头流出并包围粉末流和熔池，因此可以立即开始3D打印。

此外，激光金属粉末沉积技术（LMD技术）允许激光头和工件更灵活地移动，从而为航空工业和涡轮技术等领域提高设计自由度和更大的零件生产打开了大门。它有潜在的优势。

LMD通常不需要任何支撑结构，这与粉末床法相比具有显著的优势。激光金属沉积也适用于加工合金。在传统的制造领域中，通常采用机械键合或冶金键合的方法来实现双金属复合界面的键合。

与传统的加工工艺相比，LMD工艺在双金属加工中具有突出的优势。鉴于这些优势，西门子企业技术（CT）实验室正与西门子数字工厂部门合作，在工业生产中加强和应用LMD技术。照片来源：Siemens控制的厚度稍微大一点，但在LMD充分利用其潜力之前，还有很多工作要做。例如，这个过程不如SLM精确。

因此，成品零件通常需要重新加工，这就解释了为什么在工业设施中，LMD机器通常与铣床相结合。这种混合材料添加制造系统已广泛应用于世界各地，包括生产飞机涡轮发动机和滚动轴承的精密部件。考虑到定向能沉积金属3D打印技术的缺点，西门子目前正致力于如何使混合材料制造系统更快、更经济地运行。具体来说，他们正在研究LMD工艺的关键部分：如何更有效地控制金属层的厚度，这决定了济南3D打印部件的尺寸。

这些厚度可能因各种原因而变化-例如，如果材料流动以非计划方式变化。例如，如果机器人手臂携带的打印头速度波动，厚度也可能改变。为了解决这一问题，西门子企业技术（CT）实验室正在参与名为Paraddise的欧盟开发项目，以提高LMD3D印刷过程的可控性。除西门子外，该项目的成员还包括西班牙机床制造商Ibarmia、Rwthachen大学和德国激光材料加工和光学测量技术专家Redusc。亚琛理工大学为该项目的开发过程做出了开创性的发明。研究小组开发了一种控制技术，通过这种技术，Precitec传感器可以计算出每层金属的准确厚度。

为了实现这一点，控制程序使用测量光学干扰的传感器将部件的计划高度与实际高度进行比较。然后可以通过改变打印速度来调整层的厚度。这是一个具有里程碑意义的结果，通过这种自动调整过程，混合增强制造设备可以更快地生产零件，因为钢坯需要更少的后处理。它也需要更少的能量和材料。这反过来又降低了高质量金属零件的制造成本。

图片来源：西门子三维科技谷回顾技术正在迅速发展。根据3D科学谷的市场观察，DED定向能沉积3D打印技术是整个技术发展过程中的一个里程碑。三菱电气此前宣布开发高精度定向能沉积济南3D打印设备，该设备将于2021年商业化。

三菱电气表示，这项技术的一个优点是它大大提高了精度。与连续成形工艺相比，精度提高了60%。此外，与传统工艺相比，由于高温区仅限于窄点形成区，氧化问题可减少20%以上。针对定向能沉积三维打印设备的加工速度和精度，德国弗劳恩霍夫激光技术研究所开发了超高速激光材料沉积技术。

根据海域广的市场调研，该技术可用于金属零件的涂装和修复。超高速激光材料沉积（ehla）有可能取代目前的腐蚀和磨损防护方法，如硬质镀铬和热喷涂。此外，用ehla法生产的涂层是无孔的，改善了粘结条件，减少了裂纹和空洞的可能性。此外，根据弗劳恩霍夫的说法，ehla技术比热喷涂节省了90%的材料。

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