增減材復(fù)合金屬3D打印機(jī)，中科煜宸推出教育科研/工業(yè)領(lǐng)域系列產(chǎn)品

來源：中科煜宸

導(dǎo)讀：作為近年來新概念的制造技術(shù)，增材制造技術(shù)的出現(xiàn)突破了傳統(tǒng)的鑄造、鍛造、焊接等技術(shù)的瓶頸問題，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜零件及大型結(jié)構(gòu)件的整體成形。然而，由于增材制造后的精度不足，嚴(yán)重地制約了增材制造技術(shù)的快速發(fā)展及大規(guī)模應(yīng)用，目前增減材復(fù)合制造技術(shù)是解決這一問題的理想方法之一。

增減材復(fù)合制造技術(shù)是一種在增材制造技術(shù)前提下，對(duì)傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的二次開發(fā)技術(shù)，結(jié)合減材制造成形尺寸精度高和表面質(zhì)量好的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)增材制造工藝精度低的新型復(fù)合加工方法，運(yùn)用逐層堆疊的增材制造以及適時(shí)的切削加工，保障零件成形過程中的尺寸精度和表面質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)零件在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上完成“增材-減材”的連續(xù)復(fù)合加工過程。

△ 增減材復(fù)合制造工藝特點(diǎn)

增減材的復(fù)合加工技術(shù)發(fā)展方向由于融合了增材制造和減材制造技術(shù)優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)能快速制備出不同材料的高精度、高質(zhì)量的復(fù)雜形狀零件，縮短制造周期，節(jié)省材料，降低成本，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，特別有利于復(fù)雜形狀、多品種、小批量零件的生產(chǎn)，以及通過激光修復(fù)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)提升，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。

南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司自2013年成立以來，始終致力于從事激光增材制造設(shè)備（3D打印、表面技術(shù)）、核心器件的研發(fā)與制造。立足于引領(lǐng)并不斷滿足市場(chǎng)需求的開發(fā)理念，中科煜宸于2019年2月正式啟動(dòng)了“高效高精度萬瓦激光增減材復(fù)合制造設(shè)備及核心技術(shù)研發(fā)”項(xiàng)目，已實(shí)現(xiàn)增減材設(shè)備核心器件自主結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、增減材制造高效路徑規(guī)劃技術(shù)、增減材制造工藝數(shù)據(jù)庫軟件及全流程狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等功能模塊單元的研發(fā)，形成專用增減材智能化軟件3套，申請(qǐng)相關(guān)專利8件，軟著11項(xiàng)�；�于以上核心技術(shù)，中科煜宸已研發(fā)五軸聯(lián)動(dòng)增減材復(fù)合制造設(shè)備、柔性機(jī)器人增減材復(fù)合制造設(shè)備等系列化設(shè)備。

系列化增減材復(fù)合制造設(shè)備
五軸聯(lián)動(dòng)增減材復(fù)合制造設(shè)備RC-800LH

圖2 五軸聯(lián)動(dòng)增減材復(fù)合制造機(jī)床RC-800LH

五軸聯(lián)動(dòng)增減材復(fù)合制造機(jī)床RC-800LH是一款具有增材、減材功能的高端復(fù)合加工設(shè)備，它既保持了傳統(tǒng)五軸加工中心的機(jī)加功能，同時(shí)也具有增材制造的功能，整體系統(tǒng)由減材系統(tǒng)和增材系統(tǒng)兩部分組成。減材系統(tǒng)的主體為立式五軸加工中心（3直線軸+AC搖籃工作臺(tái)），配置五軸控制系統(tǒng)；增材系統(tǒng)由激光器、傳輸光纖、環(huán)形或多路送粉加工頭、送粉器以及熔池監(jiān)控系統(tǒng)等組成。同時(shí)，機(jī)床還配置了增減材離線編程軟件、可選配智能在線監(jiān)控與運(yùn)維系統(tǒng)、激光對(duì)刀儀、冷卻系統(tǒng)等輔助設(shè)備。機(jī)床可實(shí)現(xiàn)鎳基合金、鈷基合金、鐵基合金等金屬材料的增減材復(fù)合加工，主要針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域高端模具、航空航天領(lǐng)域等高附加值、具有復(fù)雜曲面特征、小批量零件的生產(chǎn)制造及修復(fù)。

機(jī)床技術(shù)特點(diǎn)：

• 國產(chǎn)五軸數(shù)控系統(tǒng)：七軸五聯(lián)動(dòng)，性能穩(wěn)定；
• 加工范圍廣：激光送粉增材成型+高速銑削自由切換，配置煜宸與西門子聯(lián)合版NX增減材路徑規(guī)劃軟件，實(shí)現(xiàn)各類復(fù)雜金屬零件的增減材復(fù)合加工；
• 結(jié)構(gòu)緊湊：附加Z軸直線模組固定增材打印頭，降低機(jī)床總高；
• 高精度：直線軸定位/重復(fù)定位精度分別為0.008mm/0.005mm；AC軸定位/重復(fù)定位精度分別為±8″/±5″；
• 大幅面大尺寸：工作臺(tái)尺寸φ750mm，負(fù)載700kg；直線軸行程800mm/800mm/550mm；
• 高效率：激光功率4kW ，減材主軸功率25kW，轉(zhuǎn)速18000rpm，42位刀庫；
• 熱穩(wěn)定性：大理石床身、內(nèi)防護(hù)隔熱涂層、排熱除塵風(fēng)扇；
• 減材加工冷卻：低溫冷風(fēng)切削霧化MQL，外置低溫霧化冷風(fēng)機(jī)；
• 智能化：工作區(qū)CCD工業(yè)相機(jī)、設(shè)備故障診斷預(yù)警、關(guān)鍵區(qū)域溫度監(jiān)控、加工模擬，實(shí)現(xiàn)加工過程可追溯。
  

柔性機(jī)器人增減材復(fù)合制造系統(tǒng)LHM-2000-R

△柔性機(jī)器人增減材復(fù)合制造系統(tǒng)LHM-2000-R

LHM-2000-R是中科煜宸自主開發(fā)的系列化柔性機(jī)器人增減材復(fù)合制造系統(tǒng)中的重載加工設(shè)備。本系統(tǒng)使用機(jī)器人和φ2000mm重型雙軸變位機(jī)作為動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可集成電弧送絲打印系統(tǒng)和激光送粉打印系統(tǒng)；同時(shí)，還配置了專用增減材離線編程軟件、智能在線監(jiān)控與運(yùn)維系統(tǒng)、熔池在線監(jiān)控系統(tǒng)等輔助設(shè)備；可實(shí)現(xiàn)鋁合金、鎳基合金、鈦合金、鐵基合金等金屬材料的增減材復(fù)合制造，具有柔性程度高、加工幅面大、效率高以及制造修復(fù)的一體化等功能特點(diǎn)。

系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)：

• 增減材刀具自由切換：配置成熟電弧焊槍和刀具快換裝置，實(shí)現(xiàn)電弧增材+減材加工復(fù)合制造；
• 多軸聯(lián)動(dòng)：搭載雙軸變位機(jī)，可實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)控制；
• 具有大幅面、高效率、高穩(wěn)定性；
• 自主軟件：配套增減材復(fù)合制造工藝設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)不同功能算法模塊之間的數(shù)據(jù)協(xié)同處理，完成三維模型數(shù)據(jù)到增減材復(fù)合制造工藝文件的無縫銜接轉(zhuǎn)換；
• 智能化：智能化設(shè)備集成，實(shí)現(xiàn)熔池動(dòng)態(tài)閉環(huán)反饋控制、設(shè)備故障診斷預(yù)警、加工過程可追溯。
  

B智能化軟件系統(tǒng)
中科煜宸針對(duì)熔池檢測(cè)與閉環(huán)控制系統(tǒng)開展了研發(fā)，形成基于邊緣夾角附加損失函數(shù)的熔池形貌檢測(cè)算法及熔池閉環(huán)控制算法等關(guān)鍵核心技術(shù)；構(gòu)建了基于CAD模型庫與工藝庫的增減材復(fù)合工序策略，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了三維模型分割及剖切軟件、面向截面模型的增減材路徑規(guī)劃軟件。

△增減材復(fù)合制造路徑規(guī)劃軟件

2022年8月，中科煜宸與西門子工業(yè)軟件簽署了OEM戰(zhàn)略合作協(xié)議�；�于西門子NX軟件平臺(tái)中的Multi Axis Deposition（定向能量沉積增材制造）路徑規(guī)劃模塊和減材加工路徑規(guī)劃模塊，中科煜宸已實(shí)現(xiàn)了機(jī)床三軸、機(jī)床五軸四聯(lián)動(dòng)、機(jī)床五軸五聯(lián)動(dòng)等多種增減材制造裝備結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)配置，完成西門子828D、840D，華中數(shù)控、廣州數(shù)控等多型號(hào)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，機(jī)器人控制系統(tǒng)等的后處理器開發(fā)配置，可直接輸出裝備運(yùn)動(dòng)數(shù)控程序。在此基礎(chǔ)上，中科煜宸形成了“裝備結(jié)構(gòu)+數(shù)控系統(tǒng)”自由組合的數(shù)字化增減材制造裝備模型庫。借助于該模型庫，用戶在軟件端即可實(shí)現(xiàn)對(duì)中科煜宸增減材裝備標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型的全方位虛擬操作使用，優(yōu)化零件打印路徑規(guī)劃策略，檢查設(shè)備運(yùn)動(dòng)過程中的干涉碰撞情況；同時(shí)又可根據(jù)待打印零件的幾何特征情況，提出更加明確的非標(biāo)類增減材制造裝備硬件指標(biāo)。

裝備健康管理系統(tǒng)（可選配）
裝備健康管理系統(tǒng)軟件RC-Argus是中科煜宸自主研發(fā)的一款專門針對(duì)金屬送粉3D打印過程的智能監(jiān)控軟件�？蓪�(shí)現(xiàn)激光增材制造工藝過程設(shè)備參數(shù)、工藝參數(shù)、環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集與記錄，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)狀態(tài)的智能提醒。通過對(duì)加工過程參數(shù)的采集、處理、分析，能夠使3D打印裝備更穩(wěn)定、更健康、更智能。

RC-Argus設(shè)備健康管理系統(tǒng)軟件具備以下功能特點(diǎn)：

• 設(shè)備監(jiān)控和報(bào)警，實(shí)時(shí)顯示設(shè)備狀態(tài)參數(shù)；
• 統(tǒng)計(jì)分析，生成加工參數(shù)狀態(tài)曲線，方便實(shí)時(shí)分析；
• 工藝輔助，創(chuàng)建生成材料工藝庫，推薦并指導(dǎo)加工參數(shù)。
  

(a) 五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床式

(b) 柔性機(jī)器人式

△圖5 裝備健康管理系統(tǒng)軟件

中科煜宸研制的五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床、機(jī)器人+回轉(zhuǎn)臺(tái)類增減材復(fù)合制造設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了鋁合金、不銹鋼、銅合金、鎳合金等材料典型零件的增減材復(fù)合制造，并已經(jīng)在科研教育、工業(yè)數(shù)控加工、航空航天等領(lǐng)域得到了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用驗(yàn)證。

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公司介紹

南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司(“中科煜宸”)成立于2013年，位于南京市棲霞區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，是一家以增材制造(金屬3D打印、激光再制造)、激光焊接、自動(dòng)化產(chǎn)線等設(shè)備，激光核心器件(加工頭、送粉器、軟件)的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售為主營業(yè)務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，公司具備為全球眾多500強(qiáng)企業(yè)提供智能制造裝備項(xiàng)目開發(fā)和管理經(jīng)驗(yàn)，致力于成為一家智能裝備供應(yīng)商以及工業(yè)4.0智能制造整體解決方案提供商。

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