Преодоляване на границите на интелигентното производство: Пробиви и приложения на CML Hybrid Multi-Laser Coaxial Composite Technology в производството на титанови компоненти

Титановите сплави, с висока якост, ниска плътност, устойчивост на корозия и биосъвместимост, са станали популярен материал в области като висок клас оборудване и индустрията 3C. Въпреки това, традиционните производствени процеси (като например ковка и леене) срещат предизвикателства като трудности при формирането на сложни конструкции, ниско използване на материала и високи разходи. Хибридната технология CML Hybrid на Enigma с няколко лазера и коаксиално съставни процеси позволява обработка с комбинация от четири функции, включително комбинация от лазери с различни дължини на вълната, комбинация от лазер и дъга, комбинация от тел и прах, както и комбинация от защитен газ. Тази технология е подходяща за градиентни материали с променлив състав, адитивно производство с вградено легиране, високопроизводствено подреждане на материали и контрол на микроструктурата – основни посоки на изследвания в DED технологията. Освен това, тя отговаря на инженерните изисквания за прилагане на DED технологията, насочени към подобряване на съвместимостта на адитивните материали, ефективността на адитивното производство, прецизността, качеството и сложността на компонентите. Прилагането на тази технология революционизира производството на компоненти от титанови сплави, като осигурява ново решение за приложения с висока прецизност и високи изисквания.

Технически принципи

Многовълнова лазерна коаксиална композитна технология: Използвайки шест независимо контролирани лазерни модула, тази технология постига многовълнова лазерна коаксиална композитна обработка, значително подобрявайки степента на абсорбиране на лазера от високоотразяващи материали като титановите сплави.

Коаксиална композитна комбинация от лазер и дъга: Независимо контролируеми източници на топлина от лазер и електрическа дъга се използват в комбинация, като процесите се преминават помежду си. Енергията на дъгата и лазерната енергия се съгласуват динамично в реално време, за да се създаде синергичен ефект от „лазерно предварително загрятване – облицоване с дъга“, което подобрява скоростта и прецизността при производството на добавъчни материали.

Коаксиална композитна комбинация от нишка и прах: Поддържа едновременно подаване на нишка и прах от титанова сплав, което позволява печатане на градиентни материали.

Предимства на CML хибридната мултилазерна коаксиална композитна технология при производството на титанови сплави

В отношение на физичните свойства като чупливост, проби от титанов сплав TC11, произведени чрез лазерно адитивно производство, са значително по-добри от тези, произведени чрез традиционни методи на коване.

Чрез сравняване на представянето на проби от титанова сплав TC11, произведени чрез лазерно адитивно производство и коване, при условия на стайна температура: В отношение на якостта, пробите, произведени чрез лазерно адитивно производство, проявяват анизотропия, но са съпоставими с кованите проби. В отношение на чупливостта, пробите, произведени чрез лазерно адитивно производство, проявяват значително по-висока устойчивост на чупливост в сравнение с кованите проби. Освен това, устойчивостта на чупливост на проби, произведени чрез процеса с подаване на жичен материал, е с 17% по-висока в сравнение с тези, произведени чрез процеса с подаване на прах.

В отношение на ефективността на формоването и използването на материала, технологията за лазерно подаване на жичен материал е по-добра от технологията за лазерно подаване на прах.

Ефективността на адитивното производство чрез лазерно захранване на тел е ≥1 kg/h, докато при захранване с прах е 0.6 kg/h. При еднакви условия на лазерна мощност, ефективността на нанасяне при захранване с тел е приблизително с 40% по-висока в сравнение с тази при захранване с прах. Освен това, степента на използване на материала при процеса на захранване с тел е приблизително 100%, докато при процеса на захранване с прах е приблизително 60%. Процесът на захранване с тел постига с 40% по-висока степен на използване на материала в сравнение с процеса на захранване с прах.

Тестов блок на процеса с захранване на тел

Тестов блок на процеса с нанасяне на прах

Общото качество на пробите, произведени с помощта на CML Hybrid многостепенно коаксиална композитна технология, отговаря на стандартните изисквания.

Грешката в дебелината на стената на проби от титанови сплави TC11, произведени чрез технология с лазерно захранване на тел, е в рамките на ±0,3 mm, като вътрешните дефекти отговарят на ниво AAA при ултразвуково изпитване на кованите детайли, а механичните свойства отговарят на изискванията за компоненти.

Освен това използването на адитивни производствени технологии за производство на компоненти от титанови сплави предлага предимства като лек дизайн, висока ефективност и висока прецизност.

Enigma предлага пълна гама от решения за компоненти от титанови сплави в различни индустрии, включително корабостроене, телекомуникации и автомобилна индустрия, от разработката на материални процеси до масово производство. CML Hybrid многостепенна лазерна коаксиална композитна технология преодолява предизвикателствата, свързани с прецизността, ефективността и разходите при адитивното производство на титанови сплави чрез синергични иновации на различни процеси, превръщайки се в «разрушител» в областта на високото производство и насърчавайки нови импулси за индустриалното производство в различни индустрии.