脈衝激光沉積技術在3D列印零件修復中的應用

激光焊接

激光焊接是修復模具、塑料注射模、衝壓模具、吹塑模具、渦輪葉片和幾乎所有由不鏽鋼、鋁、銅合金、鑄鐵和所有工具鋼製成的模具部件的缺陷的一種優勢技術。現在，脈衝激光焊接也被用於修復3D列印零件。

在模具工業中，3D列印或增材製造的應用正在迅速增長。在注塑模具行業中，冷卻速度是影響模具循環時間的關鍵因素。通過3D列印零件，工程師就可以將水線移近模塑表面，從而更快地冷卻塑料，這樣模塑件就能被更快地噴射出來。這一創新大大縮短了周期，並增加了每個模具的產量。

通過增材製造的新模具被一層層地列印出來，並採用保形冷卻設計。不幸的是，當使用傳統的焊工進行修理時，這些3D列印零件的薄片和空心區域更容易發生翹曲、開裂和其他損壞，因此，激光焊接由於其低熱輸而成為這些模具零件的一種理想的修復方法。

脈衝激光束能精確地控制工件的熱輸入量。激光焊接熱影響區(HAZ)只有0.004-0.010"(0.102-0.254mm)深，工件在該淺熱影響區軟化2-4個點的洛氏比例尺。用常規焊工，熱影響區為0.100"(2.54mm)深或更深，工件將軟化15-22Rockwell。

物理101告訴我們，熱驅動晶粒生長，當晶粒尺寸增大時，晶粒變弱。因此，當焊接工具鋼時，熱是不友好的變數。脈衝激光焊機將極少的熱量引入工件，當完成焊接時，你甚至可以把你的手放在工件上。脈衝激光焊接過程中工件顏色不變，零件可立即加工完成。

此外，TIG焊機可能很難到達特定的區域，特別是在精細的邊緣處。與TIG焊機的割炬不同，激光焊機的光束直接從機器中射出，不會阻擋技術人員的視線——只要他能看到要焊接的區域，就可以焊接。TIG焊機根本沒有這種靈活性和精度。

激光速度趕上TIG

最新的激光焊機比幾年前要快得多，而且正在接近TIG焊接的速度。然而，與TIG相比，通過激光控制熱增長、變形、翹曲和退火，可以更有效地管理輸入到零件中的熱量。激光焊接更準確地將金屬應用於缺陷區域，但遠離相鄰表面，大大減少了返工時間。

3D列印零件的成本比傳統方法製造的零件要高得多。這使得激光焊接成為修復損壞的3D列印零件的一種經濟有效的選擇。脈衝激光焊機不需要報廢損壞或列印錯誤的零件，只需很少的損壞就可以修復，而不管該部件是由什麼材料製造的。脈衝激光焊接產生極低的稀釋度，使基體材料與焊接材料結合，但不強制稀釋，從而消除了孔隙或開裂。

激光焊接也是一種靈活的解決方案。例如，Alpha Laser稍售的大多數激光器都能夠焊接3D列印零件。該工藝可用於連接許多不常見的合金，可部署在具有精細細節和特徵的零件上，並且在基板上幾乎不會造成損壞或變化。因此，激光焊接是解決增材製造業面臨的許多製造問題的一個出色的解決方案。

（美國Alpha Laser公司銷售經理）

來源：3D列印商情

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！