在今年的激光加工行業(yè)——榮格技術(shù)創(chuàng)新獎評審中，上海通歷激光憑借“第八代同軸送絲送粉激光頭”產(chǎn)品成為創(chuàng)新獎獲得者。專家評委們認(rèn)為，該產(chǎn)品在送絲速度、材料利用率以及熔融過程飛濺控制等方面均表現(xiàn)出色，尤其適用于大型構(gòu)件、航空航天、模具等高端制造行業(yè)。此前，本刊有幸采訪了公司總經(jīng)理王相蘋先生，就這款產(chǎn)品誕生的前因后果以及對未來行業(yè)的趨勢看法，進行了深入交流。

　　問：請您介紹一下獲獎產(chǎn)品的研發(fā)背景？主要解決了哪些行業(yè)痛點？

　　答：獲獎的這款產(chǎn)品，是基于公司前幾代產(chǎn)品迭代形成的最新一代產(chǎn)品，主要面向金屬3D 打印行業(yè)中的定向能量沉積（DED）應(yīng)用領(lǐng)域。這款激光頭產(chǎn)品的應(yīng)用范圍包括，金屬3D 打印、增材制造修復(fù)和焊接等。尤其是對于超薄板焊接，對熱影響區(qū)需要精細(xì)控制以及要求較高的特殊材料焊接方面，產(chǎn)品表現(xiàn)出色。從實際應(yīng)用層面看，這款產(chǎn)品在重工業(yè)的大型渦輪葉輪組葉片、水電熱電的風(fēng)專解決注增行業(yè)材制痛點造助核力心國部產(chǎn)件替研代發(fā)，機葉片，以及輕工業(yè)中3C 行業(yè)的鈦合金、鋁合金打印，可穿戴設(shè)備的手表外殼打印等，都可以找到相應(yīng)的應(yīng)用。

　　從產(chǎn)品名稱不難看出，公司在推出這款產(chǎn)品時，并不是以激光頭作為解決行業(yè)痛點為目的，而是采用同軸無方向性要求送絲作為研發(fā)宗旨。因為當(dāng)前行業(yè)大多采取的是傳統(tǒng)側(cè)向送絲方式，但實際加工卻要求送絲不能有任何的方向性，同軸送絲垂直于工件送絲，因此沒有任何方向性，可以適用于許多行業(yè)。相比側(cè)向送絲，同軸送絲的優(yōu)勢在于材料利用率高，對基材熱影響區(qū)的影響更小，同時包括對打印材料的致密性都有幫助。

　　相對于選擇性激光熔融（SLM）鋪粉式金屬3D 打印技術(shù)，定向能量沉積是完全不同的技術(shù)路線。鋪粉式金屬3D 打印技術(shù)的特點是可以打印精細(xì)零件，但加工效率不高。送絲式定向能量沉積技術(shù)，打印效率比較高。在通歷第八代同軸送絲激光頭上，如果增加熱絲電源，制鋼的沉積效率可以實現(xiàn)約6.5 公斤/ 小時，這是鋪粉技術(shù)很難達到的結(jié)果。此外，送絲打印比鋪粉技術(shù)，更容易實現(xiàn)材料的100% 利用，實現(xiàn)零損耗打印。

　　問：與之前幾代產(chǎn)品相比，新產(chǎn)品在功能和產(chǎn)品性能方面有哪些改進？

　　答：這款產(chǎn)品更多的是優(yōu)化了光學(xué)組件和部分機械部件。相對于前幾代產(chǎn)品，新激光頭最大的改變是消除了雜散光，同時還在加工頭內(nèi)部做了抗反處理，可以更好地應(yīng)對銅材和鋁材加工，保護激光頭和光學(xué)元器件。這款激光頭的內(nèi)部附了雙層抗高反并且做了熱量吸收冷卻裝置，增加了多個水冷模塊。最后，我們還對送絲結(jié)構(gòu)做了優(yōu)化，從而讓這款新產(chǎn)品在產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性方面，有了整體提升。

　　在對產(chǎn)品做優(yōu)化過程中，難度最大的是把熱絲電源加入產(chǎn)品中。在激光頭內(nèi)部送絲過程中，要求整個絲材需要通電，同時又要確保絲材與激光頭絕緣，這是因為絲材需要從激光中心穿過到達基材，在穿過激光光路的過程中，既要保證與光學(xué)器件的絕緣性，又要保證整個光路的密封性。另外，熱絲電源還要有足夠的導(dǎo)電量，體積又不能做得太大。公司針對這方面做了大量的技術(shù)研發(fā)工作。

　　問：請介紹一下產(chǎn)品的具體應(yīng)用場景和行業(yè)？在實際加工中有哪些優(yōu)勢體現(xiàn)？

　　答：正如剛才所說的那樣，定向能量沉積技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域更多的是以大型構(gòu)件為主，盡管打印的精細(xì)程度沒有SLM 那么高，但降低打印速度后也可以打印相對精細(xì)的產(chǎn)品零件。公司有一家客戶，通過這款產(chǎn)品打印出的零件表面精細(xì)度不到20μm。公司希望借助這款產(chǎn)品，主攻消費類電子和模具行業(yè)。例如，在模具的表面修復(fù)過程中，鋪粉工藝的材料利用率始終不高，同時又會對加工環(huán)境造成一定污染，而送絲打印完全可以解決上述的行業(yè)痛點問題。另外在航空航天領(lǐng)域，如火箭、飛機的噴氣發(fā)射口，采用同軸送絲打印技術(shù)可以生產(chǎn)出近似圓形、高強度復(fù)合材料零件。

　　更為重要的是，環(huán)形光斑配合同軸送絲，通過全包覆絲材的方式讓熔池非常均勻且可控，對于成型后工件表面的致密度，以及裂紋、氣孔等都有很大的改善。自從公司向市場推出這款產(chǎn)品后，吸引了來自3C 行業(yè)和科研院所的廣泛關(guān)注。尤其在消費電子行業(yè)，通過采用同軸送絲的定向能量沉積金屬3D 打印技術(shù)，可有效降低制造成本，加快生產(chǎn)節(jié)拍，幫助企業(yè)降本增效。

　　問：請您談?wù)劰井a(chǎn)品上央視節(jié)目的背景？

　　答：上央視節(jié)目的背景起源于公司與東方電氣在水輪機組方面的合作。水輪機組上的沖擊轉(zhuǎn)輪是其核心部件，在長時間作業(yè)下需要承受很大的壓力。此前，國內(nèi)對于沖擊轉(zhuǎn)輪葉片的制造主要采取電弧增材工藝，但這種加工方式容易在葉片的內(nèi)部形成氣孔和裂紋，對后續(xù)的葉片使用壽命造成了不利影響。

　　公司在接到客戶需求后，首先對沖擊轉(zhuǎn)輪葉片進行了材料金相分析，再通過與客戶在工藝上的合作，不斷優(yōu)化定向能量沉積技術(shù)。不久前，該項目得到了國家有關(guān)部門的驗收和認(rèn)可。公司成功助力國產(chǎn)500MW 沖擊轉(zhuǎn)輪的國產(chǎn)化替代，打破國外壟斷。經(jīng)過實踐證明，通過DED 技術(shù)打印的沖擊轉(zhuǎn)輪葉片，質(zhì)量一致性和致密性都達到了規(guī)范要求，同時也保證了打印材料的強度。

　　問：您如何看待當(dāng)前的行業(yè)現(xiàn)狀？未來有哪些市場可以挖掘？

　　答：定向能量沉積作為增材制造行業(yè)的一個細(xì)分領(lǐng)域，自身的市場體量并不大，但通歷作為國內(nèi)少數(shù)幾家專業(yè)從事DED 技術(shù)研發(fā)路線的公司之一，近年來專注于增材制造核心器件——激光加工頭的研發(fā)。在公司發(fā)展過程中，我們收到了許多來自市場和客戶的需求，但都需要根據(jù)不同的應(yīng)用場景做定制開發(fā)。從行業(yè)發(fā)展的角度出發(fā)，公司更看好DED 技術(shù)在未來消費電子和汽車零部件行業(yè)的前景，但如何更好地實現(xiàn)金屬3D 打印，需要不斷深入的挖掘和探索。

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