打印加速！华曙高科大尺寸金属3D打印效率提升超3倍
- 来源：华曙高科
- 2023/8/3 10:49:16
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根据AMPower 2023全球工业增材制造市场报告，自2022年开始，选区熔融金属3D打印的一个直观的发展趋势是超过600mm加工尺寸的大型工件生产需求上升。与此同时，这些较大尺寸零件由于项目时间紧张，必须提升打印效率以节约制造时间。华曙高科积极响应市场需求，进行一系列创新技术探索，不断向大尺寸、高效率、高精度的方向努力。
在保障产品质量的前提下，“成本”与“效率”是增材制造技术向产业化方向推进的主旋律。华曙高科研发团队历时数月攻关，经过充分的实验验证，圆满完成代号“奥林匹克”项目攻关——在保证高质量的前提下，进行多项设备及工艺优化，成功将某大尺寸火箭发动机收扩段零件金属3D打印效率提升超3倍，让“更高、更快、更强”的奥林匹克精神融入技术创新实践中。
该火箭发动机收扩段直径约600mm，高度约780mm，材质为IN718，华曙高科研发团队对影响成形效率的因素展开分析，归纳出20余条影响要素，并按重要级进行了分类。此次效率提升着重于光学系统、打印工艺、扫描策略、铺粉工艺、电子电气控制等方面，通过多项优化，成功将该火箭发动机收扩段成型用时由之前327小时缩短为96.5小时，生产效率提升338%。
此项研究成果对华曙高科提升金属增材制造解决方案效益有极其重要的意义。华曙高科认为，SLM技术仍有很大潜力待挖掘。未来将以此为例，对SLM技术潜力和创新应用进行深入研究与挖掘，进一步释放其创新活力和发展空间，以获得更广阔的增量市场。
为确保大尺寸工件质量与效益兼具，华曙高科采用多激光搭接技术，自主研发快速搭接算法，有效解决了多个激光之间的激光一致性、扫描振镜搭接校准、搭接稳定性、多激光扫描任务分配等问题；采用先进扫描策略，通过针对性的优化参数，实现激光、振镜的耦合控制，在保障内部冶金质量的同时，较大提升效率，相比优化前，可以节省约39%的延时用时。
多激光拼接位置效果一致
振镜单线扫描形成的单道熔池
激光出光打印过程中会产生烟尘，下风向激光穿过烟尘时易造成散射，能量耗散，从而导致球化、未熔合等冶金缺陷。在多激光扫描系统中必须充分考虑上风向烟尘的影响。华曙高科通过优化大幅面风场设计，既可实现同时出光避烟打印，又减少了各激光等待时间，从而提高效率。
由于该零件带复杂内流道冷却结构，需实现低的表面粗糙度从而减少流阻，华曙高科研发团队通过优化相关参数，实现高表面质量。
为了多个激光器能够同时出光扫描，兼顾避烟，减少等待，华曙高科研发团队优化控制系统，极大减少设备等待和非工作时间，使多个激光器持续保持最大效益的出光状态，从而大大提高效率。
提效增益，智能制造。“星辰大海”的背后是华曙高科对技术始终不渝的“上下求索”。未来，华曙高科将始终坚持创新与产业化的理念，为各行业用户提供更多降本、增效、提质的增材制造解决方案。
作者：华曙高科研发部、金属产品事业部、市场部
原标题：工艺「上新」，打印「加速」：华曙高科大尺寸金属3D打印效率提升超3倍
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