什么是直接能量沉积(DED)金属层压印刷机和加工技术?

近年来，各行各业开发了许多新型加工技术，以适应新时代的加工需求。其中，与激光相关的加工类型，如焊接、切割、修复、抗磨涂层和层压板制造，广泛应用于工程领域，包括航空航天、汽车、造船、模具和生物医学等行业。经过激光技术的不断进化和完善，目前的高能激光技术可以快速、准确地加热飞行中的粉末颗粒，同时熔化基板表面形成熔池，熔池可以快速堆叠，形成所需的堆叠层或三维形状。激光沉积三维形状的生产技术属于层压制造技术的一种。叠层制造技术又称3D打印技术。使用该技术制造的3D金属部件提供了工业化生产更复杂部件的可行性;该技术通过层层叠加的方式将复杂的零件逐渐堆叠起来。结构形式的3D元素可以结合独特的实用和美学属性的结合。

直接激光沉积(DLD)制造法是一种利用激光直接加热和熔化材料，并将其堆叠成所需的面层或部件形状的加工方法。这种制造方法属于直接能量沉积(DED)技术。

什么是直接能量沉积技术(DED)?

熔池由激光在沉积区产生，并高速移动。将材料以粉末或灯丝的形式直接送入高温熔化区，熔化后再逐层沉积，称为激光直接能沉积增材制造技术。

直接能量沉积工艺的原理是将粉末流和激光束同轴地输出到待加工工件表面，激光光热效应作用于工件表面的喷涂粉末流和熔池。通过高温熔化金属粉末，在工件表面发生冶金变化，以达到增加工件表层高度的目的。三维物体可以通过连续的逐层融合形成。

直接激光沉积(DLD)技术可以通过激光熔化金属、合金或陶瓷金粉材料形成涂层或所需的三维形状。该技术是直接能量沉积的方法之一。直接激光沉积技术的高能激光热源不仅可以加热粉末材料，还可以加热基板表面形成熔池。直接激光沉积技术可以作为三维打印的一种，它被归类为粉末喷涂三维打印方法，具有快速成型的优点，可以快速生产出大规模的涂料或组件，而且材料利用率高，因此在各种工业领域都具有构建大规模组件或涂层的优势。

直接能量沉积(DED)技术原理及加工方法:

1. 机技术:
   DED机床需要将机床和激光系统集成在一起，并且激光系统和机床都配有独立的控制器。通过外部触点触发激光控制器，控制激光系统的相关功能。在确定激光设备的功能后，确定PLC的IO接口并编写PLC程序，在模拟器中开发PLC梯形图，建立激光系统的人机界面。最后，在规划好电路布线后，练习结合激光系统、电源系统、冰水机，将激光头安装在五轴数控机床上。通过重写机床控制器的控制程序，得到了具有直接能量沉积功能的机床。此外，所开发的人机界面监控机器的状态，并命令控制器控制DED工艺的加工路径，同时输出激光和金属粉末在加工平面上生产工件。
2. 工艺成型工艺:
   该技术对DED机的工艺参数进行集成优化，通过回归分析确定各工艺参数的设定值或范围，并对激光功率、扫描速度、供粉量三个显著控制因素进行因子实验。并进行气路优化，寻找最佳工艺参数，通过路径规划观察各路径覆盖的结果。最后，通过对路径的优化，将其写入CAM路径规划软件中，以提高成品的外观平整度和机械性能，达到可预测的工艺参数、微观组织和机械性能的目的。
   由于使用金属粉末，它在需要去除很多材料的工件上有很大的适用性，如航空航天、汽车等行业。此外，DED工艺是一种3D打印技术，可以生产非常复杂的工件。如果可以对工件进行集成设计，原本需要很多零件的工件，只需要少量零件就可以满足需求，在成本上有很大的优势。由于DED采用粉末喷涂的方式制作工件，因此DED可以用来开发各种新的合金材料，特别是不容易用其他方法制作的梯度材料等材料非常适合采用DED，因此DED的未来应用前景非常广阔。和经济。

直接能量沉积(DED)的技术优势是什么?

直接激光沉积的方法是将材料熔化后附着在基体上，因此材料的利用率高。与传统机加工生产方法相比，传统制造方法在生产过程中可能会浪费50%以上的材料，而直接激光沉积法可以节约昂贵的材料成本，避免材料浪费。例如，在航空航天、半导体、LCD、模具、发电和生物医学等行业，其组件的材料和制造成本都很高。因此，如果可以降低材料成本，或者在部件部分损坏时进行维修，就可以降低制造或操作的成本。

直接激光沉积设备可为客户单独设计创建定制系统。该系统一般由给粉器、激光源、保护气体、粉末喷嘴和移动控制系统组成。移动控制系统系统的部件可以根据需要进行调整，包括移动床、机器人或转台等。

科学的突破:

将机床与激光系统相结合，生产出具有人机界面和集成激光控制功能的机床，可对熔覆加工路径进行指挥和控制。另外，对DED机的工艺参数进行综合优化，确定各工艺参数的设定值或范围。通过对路径的优化，将其写入CAM软件，从而对工艺参数、微观组织和力学性能进行预测。

直接能量沉积(DED)的工业适用性是什么?

直接激光沉积技术的应用可以简单分为新零件的3D打印和零件表面的涂层堆砌或修复。直接激光沉积技术在3D打印制造新元器件时，需要载体基板作为3D元器件生产的载体。3D组件制作完成后，可以切断部分载体。否则，航母本身也会被切断。可以是组件的一部分。因此，直接激光沉积技术可以将其他形状的3D打印组件添加到其他组件上，或为现有组件添加额外的功能，也可以用于覆盖涂层和修复组件。

直接激光沉积技术可以应用于需要昂贵的生产、装配或维护成本等高价值组件，以避免过度加工造成的材料损失。已将直接激光沉积技术应用于制造业的行业，包括船舶、船舶、发电、石油化工、航空或汽车工业等，更具体的应用包括航空发动机部件的修理和制造、涡轮发动机叶片修理、用模具的烧结修理、与石油钻探有关的部件的硬面层堆焊、生物医学植入物、复杂部件的制造、新型合成材料的开发和快速成型等。

DED采用粉末喷涂的方式制作工件，在需要大量去除材料的工件中有很大的适用性，如航空航天、汽车等行业。另外，DED可以制作非常复杂的工件，在工件集成和设计后，只需要少量的零件。它非常适合开发新的合金材料，特别是梯度材料等其他方法不容易制造的材料，因此，DED技术具有未来和经济价值。