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超高速激光熔覆技能:为我国绿色制作再添新动能

发布时间: 2022-11-26  |  来源:华体会体育苹果版娱乐_华体汇公众号  |   1   次浏览

  就像一束光,直直射向喷涂外表,上下两个椎体对称交错,短短不到两小时便敏捷完结了20米长的柱状镀层。

  “和传统的熔覆激光技能比较,超高速激光熔覆技能的工作功率要快上百倍。”看到这项新技能时,机械科学研讨总院先进制作技能研讨中心(CAMTC)所长王淼辉粉饰不住振奋,在他看来,假如能将该项技能引入国内,将极大地处理我国长时间以来存在的电镀污染问题,一起限制传统熔覆技能大规模推行的最大瓶颈——功率也将方便的处理。“这是最有或许成为代替电镀等污染型工业的技能。”

  在很长一段时间内,我国传统的工业制作加工或许再修正,往往都需求通过电镀技能。电镀技能虽然曾一度在金属外表防护、装修加工等方面发挥了很大的效果,而且在电子工业、通讯、军工航天等范畴也有很多的功能性电镀技能运用,但其长时间以来带来的污染问题让许多制作企业头疼不已。

  我国是世界上最大的煤矿液压支架出产国,不只满意国内各煤矿运用,而且出口美国、德国、澳大利亚、俄罗斯、印度、东南亚等国。但是液压支架的中心部件立柱、千斤顶均需求进行外表防腐和耐磨等处理,在制作和修补两个方面每年需求处理的量就有近百万平方米之多,这关于企业本钱而言也是一个极大的担负。

  “在煤机液压支架的再加工方面,传统电镀工艺给企业带来的环保压力非常大,而且运用电镀技能镀层在质量、功能以及大修周期、修补费用等运用后期的本钱保护方面也存在许多缺点。”北京煤矿机械配备有限责任公司工艺研讨院院长杜春海坦言。

  事实上,早在多年曾经,不断加大污染企业、设备的关停力度,就现已给制作出产商们带来了很大的冲击。与北京煤矿机械配备有限责任公司相同,近些年在国家节能环保方针的指导下,许多企业现已纷繁着手进行技能转型晋级,不断加大环保方面的工作力度,通过新技能新工艺的研制运用,从根本上进步制作进程的环保水平,完结智能制作、绿色制作。

  “虽然有行内人士以为现阶段镀硬铬技能也很成功,但事实上现在遍及运用的三氧化铬(CrO3),又称六价铬(Cr6+),连同其他有铬成分的物质被欧盟委员会于2013年界说为对人体有害物质,一起规则这些物质只能在取得欧洲化学品总署的特别且有期限认证后才干运用。”最早提出超高速激光熔覆技能的德国弗劳恩霍夫激光技能研讨所(Fraunhofer ILT)的孵化企业亚琛联合科技公司(ACunity GmbH)总裁洪臣标明,根据以上考虑,欧盟国家或许会不允许在金属部件中运用镀硬铬,由此便迫切需求另一种工艺来代替镀硬铬。

  “超高速激光熔覆技能完结的熔覆涂层冶金质量高、稀释率低、变形小、外表光洁度高,归于先进环保的再制作加工技能,在工业再制作范畴能极大地削减企业的后续机加工本钱,能有用延伸产品运用周期,为企业节约很多后期修补费用。”王淼辉标明。

  说起第一次与德国弗劳恩霍夫激光技能研讨所和亚琛联合科技公司的触摸,王淼辉至今形象深入。

  关于长时间深耕增材制作范畴的王淼辉而言,超高速激光熔覆技能无疑在他的爱好规模之内。“我国《国家中长时间科学和技能发展规划大纲》(2006—2020年)提出,自主立异能够有3种完结方法:原始立异、集成立异和引入吸收消化再立异。”王淼辉以为,超高速激光熔覆技能归于先进制作、增材制作、绿色制作范畴,是“我国制作2025”的严重战略规划发展方向之一。“通过引入德国先进工艺技能,构成研讨根底、研制资源、商场运用等多方面的优势互补,并在国内商场中加以验证推行,构成工业化、智能化、规范化,继而进行二次研制改善,这关于我国完结‘我国制作2025规划’有很好的实践含义。”

  据介绍,该技能最早由德国弗劳恩霍夫激光技能研讨所提出,亚琛联合科技公司作为其孵化的立异企业环绕该技能展开了一系列的商场化拓宽性研制,对中心配备进行改善与晋级。当王淼辉团队前去调查时,敏锐的洞察力敏捷让他决定在特定职业推行此项技能,消化吸收再立异,针对我国的商场需求,研制配套的工艺、配备、资料和运用验证,并树立相应的规范系统。

  一个是在高功能3D打印用金属粉末资料方面有着雄厚的理论研讨和技能根底,在要害技能上处于国内抢先世界先进水平;一个是世界上最顶尖的运用型激光技能研讨所之一,在激光增材制作、激光熔覆、激光资料加工等方向取得了出色效果。2013年,通过深度沟通,两边一拍即合,随即展开了联合研讨工作。

  本年,在德国弗劳恩霍夫运用促进协会年度科学技能奖赏大会中,超高速激光熔覆技能荣获了Fraunhofer科技立异奖。这一奖赏标明,该技能在工程工业中完结推行运用,是增材制作范畴革命性的打破。与此一起,本年我国机械科学研讨总院与德国弗劳恩霍夫激光技能研讨所一起请求承当了国家要点研制方案战略性世界科技立异协作要点专项——“大型金属构件超高速激光熔覆及其粉末制备要害技能研讨与演示运用”项目。其间,德方担任配备开发,中方担任工艺与资料开发,并别离在国内外典型产品上完结运用。

  王淼辉标明:“通过中德协作,咱们引入吸收德国先进制作配备与技能,针对我国商场的产品特征开发相应的配套资料与工艺,一起将咱们的粉末产品销往欧洲。”

  “咱们期望用超高速激光熔覆技能直接对接我国的商场需求,完结绿色先进制作,在节约出产本钱的一起,进步产品的运用周期。”这正是洪臣挑选来我国的初衷。他介绍:“一般的激光熔覆技能速率是0.5—2米/分钟,而超高速激光熔覆技能可到达50—200米/分钟,镀层速度至少进步了100倍。超高速激光熔覆技能的另一个长处是:现在能够在零件外表制备大规模的同成分涂层,这将有或许出产出在生命周期内不会磨损的立异零件。”

  现在,北京煤矿机械配备有限责任公司正方案与我国机械科学研讨总院以及亚琛联合科技公司展开三方战略协作,针对煤机液压支架立柱外表的耐腐蚀涂层制备技能进行工艺研制。该技能以10倍以上的功率在零件基体上制备了不同厚度的耐腐蚀涂层,现现已过规范盐雾实验测验(GBT 10125-2012),耐腐蚀性评级到达国标(GB_T6461-2002)9级水平。

  “咱们有产品晋级和制作技能进步、筛选落后技能的需求。超高速激光熔覆技能在高质量功能根底上的高功率、本钱适中和制作进程中的绿色环保,以及技能往后的拓宽空间让咱们感爱好。”杜春海标明,“其在增材制作、零件再制作以及复合功能资料研制、高端零件价值功能进步和降低本钱等方面都有着宽广的运用远景,将进一步进步我国制作职业的水平。”

  通过半年的奋战,全球第一台超高速激光熔覆设备已由亚琛联合科技公司依照我国机械科学研讨总院先进制作技能研讨中心的技能需求交给完结,第一台样机将用于中德两边展开很多的可行性研讨以及小批量出产。“信任不久咱们就能够看到超高速激光熔覆技能在国内的运用实例。”王淼辉以为,超高速激光熔覆技能的创造是增材技能发展进程中的革命性一步,它在未来将会极大地影响金属3D打印技能的工业化运用。

  2015年全球镀硬铬商场约为136亿4000万美元,而热喷涂商场达75亿6000万美元。保存核算,假如超高速激光熔覆技能能够捕捉到10%比例的商场,这种新工艺就能够具有20亿欧元的年商场容量。

  “煤机液压支架立柱外表涂层的年需求量可达数百万平方米,商场需求比例可达数十亿元。往后中德协作两边还将着眼于高耐磨性涂层的超高速激光熔覆技能研制,在冶金轧辊、海工配备、轿车制作等职业持续推行这一绿色再制作技能,一起也将进一步往智能制作范畴拓宽,未来可完结智能自动化出产,然后削减人力本钱。”王淼辉说。

  就像一束光,直直射向喷涂外表,上下两个椎体对称交错,短短不到两小时便敏捷完结了20米长的柱状镀层。

  “和传统的熔覆激光技能比较,超高速激光熔覆技能的工作功率要快上百倍。”看到这项新技能时,机械科学研讨总院先进制作技能研讨中心(CAMTC)所长王淼辉粉饰不住振奋,在他看来,假如能将该项技能引入国内,将极大地处理我国长时间以来存在的电镀污染问题,一起限制传统熔覆技能大规模推行的最大瓶颈——功率也将方便的处理。“这是最有或许成为代替电镀等污染型工业的技能。”

  在很长一段时间内,我国传统的工业制作加工或许再修正,往往都需求通过电镀技能。电镀技能虽然曾一度在金属外表防护、装修加工等方面发挥了很大的效果,而且在电子工业、通讯、军工航天等范畴也有很多的功能性电镀技能运用,但其长时间以来带来的污染问题让许多制作企业头疼不已。

  我国是世界上最大的煤矿液压支架出产国,不只满意国内各煤矿运用,而且出口美国、德国、澳大利亚、俄罗斯、印度、东南亚等国。但是液压支架的中心部件立柱、千斤顶均需求进行外表防腐和耐磨等处理,在制作和修补两个方面每年需求处理的量就有近百万平方米之多,这关于企业本钱而言也是一个极大的担负。

  “在煤机液压支架的再加工方面,传统电镀工艺给企业带来的环保压力非常大,而且运用电镀技能镀层在质量、功能以及大修周期、修补费用等运用后期的本钱保护方面也存在许多缺点。”北京煤矿机械配备有限责任公司工艺研讨院院长杜春海坦言。

  事实上,早在多年曾经,不断加大污染企业、设备的关停力度,就现已给制作出产商们带来了很大的冲击。与北京煤矿机械配备有限责任公司相同,近些年在国家节能环保方针的指导下,许多企业现已纷繁着手进行技能转型晋级,不断加大环保方面的工作力度,通过新技能新工艺的研制运用,从根本上进步制作进程的环保水平,完结智能制作、绿色制作。

  “虽然有行内人士以为现阶段镀硬铬技能也很成功,但事实上现在遍及运用的三氧化铬(CrO3),又称六价铬(Cr6+),连同其他有铬成分的物质被欧盟委员会于2013年界说为对人体有害物质,一起规则这些物质只能在取得欧洲化学品总署的特别且有期限认证后才干运用。”最早提出超高速激光熔覆技能的德国弗劳恩霍夫激光技能研讨所(Fraunhofer ILT)的孵化企业亚琛联合科技公司(ACunity GmbH)总裁洪臣标明,根据以上考虑,欧盟国家或许会不允许在金属部件中运用镀硬铬,由此便迫切需求另一种工艺来代替镀硬铬。

  “超高速激光熔覆技能完结的熔覆涂层冶金质量高、稀释率低、变形小、外表光洁度高,归于先进环保的再制作加工技能,在工业再制作范畴能极大地削减企业的后续机加工本钱,能有用延伸产品运用周期,为企业节约很多后期修补费用。”王淼辉标明。

  说起第一次与德国弗劳恩霍夫激光技能研讨所和亚琛联合科技公司的触摸,王淼辉至今形象深入。

  关于长时间深耕增材制作范畴的王淼辉而言,超高速激光熔覆技能无疑在他的爱好规模之内。“我国《国家中长时间科学和技能发展规划大纲》(2006—2020年)提出,自主立异能够有3种完结方法:原始立异、集成立异和引入吸收消化再立异。”王淼辉以为,超高速激光熔覆技能归于先进制作、增材制作、绿色制作范畴,是“我国制作2025”的严重战略规划发展方向之一。“通过引入德国先进工艺技能,构成研讨根底、研制资源、商场运用等多方面的优势互补,并在国内商场中加以验证推行,构成工业化、智能化、规范化,继而进行二次研制改善,这关于我国完结‘我国制作2025规划’有很好的实践含义。”

  据介绍,该技能最早由德国弗劳恩霍夫激光技能研讨所提出,亚琛联合科技公司作为其孵化的立异企业环绕该技能展开了一系列的商场化拓宽性研制,对中心配备进行改善与晋级。当王淼辉团队前去调查时,敏锐的洞察力敏捷让他决定在特定职业推行此项技能,消化吸收再立异,针对我国的商场需求,研制配套的工艺、配备、资料和运用验证,并树立相应的规范系统。

  一个是在高功能3D打印用金属粉末资料方面有着雄厚的理论研讨和技能根底,在要害技能上处于国内抢先世界先进水平;一个是世界上最顶尖的运用型激光技能研讨所之一,在激光增材制作、激光熔覆、激光资料加工等方向取得了出色效果。2013年,通过深度沟通,两边一拍即合,随即展开了联合研讨工作。

  本年,在德国弗劳恩霍夫运用促进协会年度科学技能奖赏大会中,超高速激光熔覆技能荣获了Fraunhofer科技立异奖。这一奖赏标明,该技能在工程工业中完结推行运用,是增材制作范畴革命性的打破。与此一起,本年我国机械科学研讨总院与德国弗劳恩霍夫激光技能研讨所一起请求承当了国家要点研制方案战略性世界科技立异协作要点专项——“大型金属构件超高速激光熔覆及其粉末制备要害技能研讨与演示运用”项目。其间,德方担任配备开发,中方担任工艺与资料开发,并别离在国内外典型产品上完结运用。

  王淼辉标明:“通过中德协作,咱们引入吸收德国先进制作配备与技能,针对我国商场的产品特征开发相应的配套资料与工艺,一起将咱们的粉末产品销往欧洲。”

  “咱们期望用超高速激光熔覆技能直接对接我国的商场需求,完结绿色先进制作,在节约出产本钱的一起,进步产品的运用周期。”这正是洪臣挑选来我国的初衷。他介绍:“一般的激光熔覆技能速率是0.5—2米/分钟,而超高速激光熔覆技能可到达50—200米/分钟,镀层速度至少进步了100倍。超高速激光熔覆技能的另一个长处是:现在能够在零件外表制备大规模的同成分涂层,这将有或许出产出在生命周期内不会磨损的立异零件。”

  现在,北京煤矿机械配备有限责任公司正方案与我国机械科学研讨总院以及亚琛联合科技公司展开三方战略协作,针对煤机液压支架立柱外表的耐腐蚀涂层制备技能进行工艺研制。该技能以10倍以上的功率在零件基体上制备了不同厚度的耐腐蚀涂层,现现已过规范盐雾实验测验(GBT 10125-2012),耐腐蚀性评级到达国标(GB_T6461-2002)9级水平。

  “咱们有产品晋级和制作技能进步、筛选落后技能的需求。超高速激光熔覆技能在高质量功能根底上的高功率、本钱适中和制作进程中的绿色环保,以及技能往后的拓宽空间让咱们感爱好。”杜春海标明,“其在增材制作、零件再制作以及复合功能资料研制、高端零件价值功能进步和降低本钱等方面都有着宽广的运用远景,将进一步进步我国制作职业的水平。”

  通过半年的奋战,全球第一台超高速激光熔覆设备已由亚琛联合科技公司依照我国机械科学研讨总院先进制作技能研讨中心的技能需求交给完结,第一台样机将用于中德两边展开很多的可行性研讨以及小批量出产。“信任不久咱们就能够看到超高速激光熔覆技能在国内的运用实例。”王淼辉以为,超高速激光熔覆技能的创造是增材技能发展进程中的革命性一步,它在未来将会极大地影响金属3D打印技能的工业化运用。

  2015年全球镀硬铬商场约为136亿4000万美元,而热喷涂商场达75亿6000万美元。保存核算,假如超高速激光熔覆技能能够捕捉到10%比例的商场,这种新工艺就能够具有20亿欧元的年商场容量。

  “煤机液压支架立柱外表涂层的年需求量可达数百万平方米,商场需求比例可达数十亿元。往后中德协作两边还将着眼于高耐磨性涂层的超高速激光熔覆技能研制,在冶金轧辊、海工配备、轿车制作等职业持续推行这一绿色再制作技能,一起也将进一步往智能制作范畴拓宽,未来可完结智能自动化出产,然后削减人力本钱。”王淼辉说。

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