金屬3D打印，可以這樣修復(fù)汽車金屬件表面，制造汽車變速箱

激光涂覆是一種近年來發(fā)展十分迅速的3D打印技術(shù)，原理是通過高能激光束融化材料，然后將其直接涂覆到目標表面并與之融合。實際上就是金屬3D打印技術(shù)。由于比傳統(tǒng)工藝更加靈活高效，這種技術(shù)目前已經(jīng)在許多行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。下面，南極熊就為您介紹一個它的最新案例 — 制造汽車變速箱。

此案例的主角是比利時汽車零部件供應(yīng)商VCST。該公司目前正在開發(fā)一款新型變速箱，而在這個過程中，他們就用到了由比利時LCV公司提供的激光涂覆技術(shù)。下面是部分制造過程：

據(jù)南極熊了解，在這個案例中，LCV公司使用的材料是金屬與陶瓷的混合型粉末，打印的對象則是齒輪和管道等變速箱零件。這些零件在打印完成后經(jīng)過了打磨等處理，然后順利通過了接觸磨損（1200兆帕）和疲勞（650兆帕）測試。而在之后進一步的動態(tài)負荷測試中，他們同樣表現(xiàn)優(yōu)異。

激光涂覆技術(shù)最大的一個優(yōu)點就是靈活 — 不僅是能根據(jù)數(shù)字文件做出傳統(tǒng)工藝難以企及的復(fù)雜架構(gòu)，而且還在于能以幾乎任何角度在對象表面進行打印。所以，它對于產(chǎn)品修復(fù)來說是一個十分得力的幫手。

除了靈活高效，激光涂覆技術(shù)的優(yōu)點還包括：

· 應(yīng)用范圍廣 — 既可以用來制造普通金屬零件，又可以用來加工鈦等易氧化金屬零件
· 可以制造常規(guī)條件下無法實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，因為激光與材料的相互作用是一種獨特的快速熔化與凝固過程

目前，國外正在研究激光涂覆技術(shù)的機構(gòu)主要是美國的Sandia國家實驗室和Los Alamos國家實驗室、德國漢諾威激光中心、加拿大國家科學院集成制造技術(shù)研究所等。其中，Los Alamos 實驗室已經(jīng)成功利用該技術(shù)制造出了帶有半球、直壁、通孔、尖角等結(jié)構(gòu)的零件，加工材料包括AISI316和400不銹鋼等。而經(jīng)評估，利用該技術(shù)制作模具可令工序由原來的62步銳減到只有7步，時間縮短近40%。

至于國內(nèi)，研究該技術(shù)的單位主要包括清華大學、西北工業(yè)大學、北京工業(yè)大學和中國科學研究院等。其中，清華大學機械系激光加工制造中心已經(jīng)研制出了適合直接制造金屬零件的各自規(guī)格的同軸送粉噴嘴和自動送粉器，以及激光快速柔性制造即LRFM系統(tǒng)，而中科院則已經(jīng)開發(fā)出集成化激光智能加工系統(tǒng)。

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編譯自 3DPRINT