激光金屬沉積是一種有效的添加劑制造形式，對于工具修理和防腐涂層的應(yīng)用等特別有用。 然而，像大多數(shù)增材制造形式一樣，它也面臨著挑戰(zhàn)。 其結(jié)果取決于激光束如何均勻地施加粉末，因?yàn)殡y以最佳地調(diào)整工藝參數(shù)，例如進(jìn)入熔池的粉末進(jìn)料的速度和體積。 在印刷之前，噴嘴和焦散必須定期檢查，認(rèn)證和校準(zhǔn) - 但這些步驟繁瑣復(fù)雜。

“一名員工在金屬板上涂上粉跡，然后由專家檢查，”Fraunhofer ILT過程控制和系統(tǒng)技術(shù)項(xiàng)目經(jīng)理畢業(yè)工程師Oliver Nottrodt說。 “但只有少數(shù)專家能夠以可重現(xiàn)的質(zhì)量完成這項(xiàng)任務(wù)?！?/span>

挑戰(zhàn)促使Fraunhofer ILT的工程師開發(fā)機(jī)器支持的聯(lián)機(jī)工藝。 該解決方案由三個(gè)主要組件組成：一個(gè)帶有可移動光學(xué)元件和照明的相機(jī)模塊，全部安裝在加工頭上。 噴嘴使用放置在系統(tǒng)中的激光模塊進(jìn)行測量。 電子設(shè)備單獨(dú)集成或集成在機(jī)器控制柜中，可控制兩個(gè)模塊。

Nottrodt說：“對于文檔，了解系統(tǒng)的軸位置很重要。 “他們的確切位置可以通過公共數(shù)據(jù)總線接口從基本機(jī)器傳輸?！?/span>

為了檢測和測量粉末射流的粒子密度分布和焦散，用垂直于粉末氣流的激光線照射射流，并通過同軸布置的照相機(jī)通過粉末噴嘴觀察射流。 系統(tǒng)會多次更改激光和加工頭的相對位置以進(jìn)行進(jìn)一步測量。 然后對2,000到3,000張圖像的評估顯示了一個(gè)平面中粒子的統(tǒng)計(jì)分布。

“如果我用這種方法逐漸捕獲所謂的焦散 - 即粉末粒子束聚焦的聚焦區(qū)域 - 可以根據(jù)最重要的參數(shù)非常精確地計(jì)算和表征，例如最小直徑和密度分布，“Nottrodt說。

該系統(tǒng)允許用戶測量和認(rèn)證粉末進(jìn)料噴嘴并且完全表征相應(yīng)的粉末噴射。它還可以自動執(zhí)行用戶的幾項(xiàng)任務(wù)，如測量和標(biāo)記加工激光的位置以及記錄所有工作步驟。測量系統(tǒng)還使用熔池的幾何特性來監(jiān)測激光金屬沉積過程，并將其進(jìn)行可視化和記錄。

弗勞恩霍夫ILT將參加4月24日至27日在斯圖加特舉行的質(zhì)量保證國際貿(mào)易展覽會CONTROL 2018。欲了解更多關(guān)于新系統(tǒng)的信息，與會者可以訪問6號展廳的Fraunhofer Alliance VISION 6302聯(lián)合展位。Fraunhofer ILT將展示一個(gè)安裝在典型工作頭上的集成照明的攝像頭模塊，開發(fā)該系統(tǒng)的工程師將演示激光模塊如何在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。