Fraunhofer ILT 和通快为激光材料沉积提供联合解决方案

      位于德国亚琛的弗劳恩霍夫激光技术研究所Fraunhofer ILT 和TRUMPF-通快签署了合作协议，在激光材料沉积领域开展更密切的合作，加速技术向工业化应用的转移。由此，工业界客户将受益于世界领先的激光系统技术和多年针对特定应用的工艺知识的独特结合。

通快超高速激光材料沉积© TRUMPF 通快

基础研究的重要性日益显现

       尽管增材制造技术在实现批量定制化生产以及实现复杂设计方面独具魅力，但该技术在制造业中的应用仍受到诸多阻力，不利因素包括：速度和最终零件的质量或需要进一步的投资才能匹配该技术，企业出于财务方面的考虑等。

 着重于流程与系统组件的开发

       如何提高激光材料沉积的生产力？什么是工艺的最佳材料？能以多快的速度进行最优化的加工？这些是来自行业用户关心的典型问题。德国亚琛的弗劳恩霍夫激光技术研究所Fraunhofer ILT 的核心业务是开发适应应用程序的流程和系统技术组件。其基础是弗劳恩霍夫激光技术研究所Fraunhofer ILT 在激光材料沉积方面 30 多年的经验。

合作目标：经济型制动盘或液压缸的磨损和腐蚀保护等应用。

© TRUMPF 通快

       在此期间，亚琛科学家决定性地影响了该技术的发展并引领了众多趋势。诸如Fraunhofer ILT开发的极高速激光材料沉积 EHLA 等创新已获得多项奖项，并已多次在工业上成功实施。与传统方法相比，EHLA 在几个方面得分,包括进给速率和沉积厚度。弗劳恩霍夫 ILT 的科学家们因此在 2017 年获得了著名的约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖，这并非没有道理。Fraunhofer开发的EHLA工艺将传统激光材料沉积中表面处理的进给速率从 0.5 米/分钟提高到 2 米/分钟。一路高达每分钟50到500米。因此，如今可以将组件的涂层速度提高 100 到 250 倍，还可以施加明显更薄的层。虽然至少 500 微米的层是传统激光材料沉积的最新技术，但EHLA可以达到 25 微米。

       另一个优点是热量输入低。在传统的激光材料沉积中，粉末状填充材料在涂层过程中在相对较大的熔池中直接熔化在部件表面上。然而，这会永久性地改变材料特性并消耗大量能量。EHLA 并非如此：在这里，固体粉末颗粒在仍在空气中时被激光熔化。它们以液态到达部件表面，无需在高能量输入下进一步熔化。结果是热影响区减少到五到十微米，与传统工艺相比仅为百分之一。

       这意味着现在可以将冶金不相容的热敏材料配对连接在一起并进行加工，例如铝和钛。总体而言，组件表面也变得更加光滑。其粗糙度仅为传统沉积工艺的十分之一。当Fraunhofer 将其的技术转移到工业应用中时，客户越来越关注系统工程实施的问题，特别是在组件的可用性、稳定性和适用性方面。实践方面是Fraunhofer ILT 的合作伙伴-通快拥有 20 多年经验的领域。作为世界领先的激光材料沉积激光系统和组件制造商，通快拥有制造用于工业批量生产中激光材料加工方面关于稳定性、可靠性和高效率相关的必要专业知识。

        对于通快来说，与 Fraunhofer ILT 的合作对工业用户来说是双赢的局面，由于与 Fraunhofer ILT 的密切合作，通快可以为整个生产链提供一站式解决方案。通过将通快的系统技术（针对工业用途进行了优化）与为此目的而调整或专门开发的流程相结合，从而可以帮助世界各地的用户从这些创新中受益。

      目前在亚琛的Fraunhofer ILT激光研究所安装有通快提供的其最先进的激光沉积系统，该系统具有各种光学系统和送粉喷嘴。通过这种方式，Fraunhofer的科学家直接在工业相关系统上研究流程。这使双方能够特别有效地将研究转移到用户应用中。

     通快不仅仅在德国与Fraunhofer研究所的合作由来已久，许多有前途的应用已经在眼前，例如乘用车制动盘的经济涂层或液压缸的磨损修复和腐蚀保护。对于两个合作伙伴来说，这是他们长期合作的又一重要步骤。扩大通快和弗劳恩霍夫 Fraunhofer ILT研究所在激光材料加工其他领域的合作的计划也已经在进行中。

 合作带来创新

        在中国，通快也十分重视与研发机构的合作，2019年通快还携手上海交通大学在位于江苏省太仓市的通快中国总部联合举办了2019中德激光加工技术研讨会暨合作备忘录签约仪式和中德联合激光应用中心揭牌仪式。上海交通大学材料科学与工程学院副院长李铸国教授表示，早在2005年激光制造实验室建设之初，上海交通大学就引入了通快15kW CO2激光器。未来，随着上海交大和通快的更多深度互动，会不断推进创新人才培养和产业化成果转化。

      增材制造设计的复杂性与众多因素相互依存，如材料质量将影响零件性能，从而影响设计决策；生产参数将影响质量保证，而质量保证要求将反映在那些设计决策中……等等。增材制造领域的挑战是多学科跨领域的挑战，因此企业与研究机构的合作正在加强，研究机构之间的跨国合作正在加强，根据3D科学谷的了解，ACAM亚琛增材制造中心与上海交通大学特殊材料研究所（ISM）签署了战略合作备忘录，上海交通大学特殊材料研究所（ISM）与德国亚琛增材制造中心（ACAM）宣布在增材制造研发、应用研究和教育培训等方面开展合作。

       基础与应用研究的重要性正在显现，业界将回归基础，从基础出发并找到重要的东西。这种回归基础的需求将开始渗透到其他领域中，将把制造者带回科学，试图了解什么是真正重要的。在这里，科研带来更开阔的视野与对挑战本质的理解。而合作带来创新，这其中包含企业与研究机构的合作，研究机构与研究机构的合作。而创新为人类带来更美好，更可持续的发展。