金屬3D打印，可以這樣修復(fù)汽車金屬件表面，制造汽車變速箱

激光涂覆是一種近年來(lái)發(fā)展十分迅速的3D打印技術(shù)，原理是通過(guò)高能激光束融化材料，然后將其直接涂覆到目標(biāo)表面并與之融合。實(shí)際上就是金屬3D打印技術(shù)。由于比傳統(tǒng)工藝更加靈活高效，這種技術(shù)目前已經(jīng)在許多行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。下面，南極熊就為您介紹一個(gè)它的最新案例 — 制造汽車變速箱。

此案例的主角是比利時(shí)汽車零部件供應(yīng)商VCST。該公司目前正在開(kāi)發(fā)一款新型變速箱，而在這個(gè)過(guò)程中，他們就用到了由比利時(shí)LCV公司提供的激光涂覆技術(shù)。下面是部分制造過(guò)程：

據(jù)南極熊了解，在這個(gè)案例中，LCV公司使用的材料是金屬與陶瓷的混合型粉末，打印的對(duì)象則是齒輪和管道等變速箱零件。這些零件在打印完成后經(jīng)過(guò)了打磨等處理，然后順利通過(guò)了接觸磨損（1200兆帕）和疲勞（650兆帕）測(cè)試。而在之后進(jìn)一步的動(dòng)態(tài)負(fù)荷測(cè)試中，他們同樣表現(xiàn)優(yōu)異。

激光涂覆技術(shù)最大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是靈活 — 不僅是能根據(jù)數(shù)字文件做出傳統(tǒng)工藝難以企及的復(fù)雜架構(gòu)，而且還在于能以幾乎任何角度在對(duì)象表面進(jìn)行打印。所以，它對(duì)于產(chǎn)品修復(fù)來(lái)說(shuō)是一個(gè)十分得力的幫手。

除了靈活高效，激光涂覆技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)還包括：

· 應(yīng)用范圍廣 — 既可以用來(lái)制造普通金屬零件，又可以用來(lái)加工鈦等易氧化金屬零件
· 可以制造常規(guī)條件下無(wú)法實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，因?yàn)榧す馀c材料的相互作用是一種獨(dú)特的快速熔化與凝固過(guò)程

目前，國(guó)外正在研究激光涂覆技術(shù)的機(jī)構(gòu)主要是美國(guó)的Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和Los Alamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、德國(guó)漢諾威激光中心、加拿大國(guó)家科學(xué)院集成制造技術(shù)研究所等。其中，Los Alamos 實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成功利用該技術(shù)制造出了帶有半球、直壁、通孔、尖角等結(jié)構(gòu)的零件，加工材料包括AISI316和400不銹鋼等。而經(jīng)評(píng)估，利用該技術(shù)制作模具可令工序由原來(lái)的62步銳減到只有7步，時(shí)間縮短近40%。

至于國(guó)內(nèi)，研究該技術(shù)的單位主要包括清華大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)和中國(guó)科學(xué)研究院等。其中，清華大學(xué)機(jī)械系激光加工制造中心已經(jīng)研制出了適合直接制造金屬零件的各自規(guī)格的同軸送粉噴嘴和自動(dòng)送粉器，以及激光快速柔性制造即LRFM系統(tǒng)，而中科院則已經(jīng)開(kāi)發(fā)出集成化激光智能加工系統(tǒng)。

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編譯自 3DPRINT