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激光添加制造技术走向成熟

http://cn.newmaker.com 1/13/2011 9:04:00 PM ISL

“激光添加制造”这个术语包含了很广泛的加工范围。它可以从在损伤或磨损的钢件上制造一个“补丁”说起，直到制造功能性微米级的医疗应用中的特殊材料零件。令我感到有趣的是，从与激光“添加制造”打交道的25年以来，今天的设计和维护问题终于赶上了这个“新”的解决方案。虽然在一些细分市场一直存在该技术的拥护者，但直到近来激光器、数字模型和控件的改善，以及企业开始考虑“维修”和“替换”孰优孰劣的时候，添加制造才终于成为众多行业所关注的加工技术。设计精简和降低成本的目标驱动着制造商和运营商，激光添加制造将很可能得到更加广泛的使用。

美国激光学会（LIA）于2010年5月11日和12日在美国德州休斯敦举办了第二届激光添加制造研讨会（LAM）。本次研讨会聚集了激光沉积材料广泛应用领域的相关人士，吸引了比去年的首届活动多出50％以上的参加者，包括来自超过11个国家的代表。与会者所关注的话题从激光器用于修复/翻新元件到“数字化”制造功能部件等。

美国激光学会的这项研讨会发起于2009年，当时人们开始意识到在激光和电子光学应用国际大会（ICALEO）上有越来越多的论文着重研究激光器在沉积材料方面的应用。ICALEO在四天之内有多项内容的探讨且更偏向于学术性，而LAM研讨会更加着力于应用型的话题，与会者也多是正在应用这项技术的人士或正准备尝试应用该技术的人士。

LAM于2009年3月3-4日在美国德州的圣安东尼奥举办，由于设在德州的石油/天然气/能源行业的激光熔覆设施较多，而据此选定位置（见图1）。当时人们对开办新的研讨会存在很多疑虑，因为许多人认为那是大萧条以来最糟的经济环境。然而那次研讨会的出席率很高，这无不表明会议的议题即使在经济不那么景气的情况下也得到很多关注。

美国激光学会对2010年举办的激光添加制造研讨会感到非常满意，出席率与2009年相比增加了47%。这可能是由于研讨会的组织者强调他们承诺提供最终用户和制造商实际所需的知识和信息，使之更加有效地使用激光产品，为企业带来更多赢利。

大会发言人William Bill Steen博士来自英国利物浦大学，他表示激光添加制造研讨会组织得非常成功，与会者互相交流，气氛融洽，他们都热切希望能积极地推动企业向前进一步的发展。Steen博士说，“谈起这项技术，近年在生产镀层方面取得了重大的进步，相比之前效率更高，质量更好，并正在尝试进军3D制造领域。这显然是一个正在逐渐成长的技术，在未来会成长演变成一个大的行业。”

来自德国亚琛工业大学的Ingomar Kelbassa博士说：“今年的激光添加制造研讨会是我所知道的唯一将重点放在加工过程上的会议，比如LMD（激光金属沉积）和SLM（选择性激光熔化）。激光添加制造研讨会是行业驱动型的，是针对该特定领域的应用进行经验交流的主要论坛。”

大会主席Jim Sears博士，来自南达科他州矿业技术学院，由他安排三位嘉宾的发言。Steen博士是第一位发言代表，对整个技术的应用做总体的介绍。Steen博士从事激光材料加工行业已经快有50年了。他的发言题目为“畅想激光添加制造”。Steen博士提到，虽然激光熔覆已经存在很长一段时间，但是现在科技的进步，如成本低以及易于操作的电脑，令精益加工成为可能，也更节约成本。

第二位发言人是Kelbassa博士，他的发言题目为“添加制造，激光金属沉积与选择性激光熔化维修和挽救高价值的航空发动机零部件”，回顾了一些在欧洲航天业中的重大技术进展，比如一体化的刀片碟和喷嘴叶片，这些都是当今先进的喷气发动机的重要组成部分。

最后一位大会发言代表是来自通用电气航空的Dave Abbott，他的演讲主要集中在为添加制造业的发展建立规则，特别是通过ASTM F-42委员会。这个委员会旨在为添加制造业的各个部分设立准则，他们从创建行业术语开始，以便人们在谈到添加制造业的时候能用共同认知的词汇来沟通。

大会另外有20篇论文，涉及内容广泛，从用于沉积的材料到激光器的类型，从用于添加的光学仪器到各行各业应用激光添加制造的案例。有关材料方面的演讲包括粉末制造商North American Hoganas公司，以及Alabama Laser公司（Wayne Penn）（参见图3和4）和Preco公司（Joel DeKock），他们都以金属丝作为添加材料。有关激光和光学系统的演讲包括来自Xaloy的Paul Colby发表的关于内孔镀层的专用设备的演说，以及来自II-VI公司的Scott Heckert针对激光加工头的熔覆和热处理的演讲。大会的第二天，有很多关于特殊行业应用的演讲。Sears博士与大家探讨了他完成的“脚手架”应用，促使骨头生长到假肢，并与之结合。Rich Martukanitz博士的演讲内容主要是许多在海军应用中的激光熔覆/维修。

“LAM是唯一的专门致力于添加或直接制造的研讨会。”joining Technologies公司总裁Dave Hudson说到：“正因如此，它汇集了对这个行业充满兴致的竞争对手和教育者，积极热烈地探讨在这一领域的未来发展。任何此项技术的潜在用户只需要坐下来认真聆听，在过去几十年来，添加制造的领导者所积累的经验，从中获得对这个行业更深刻的认识。joining Technologies公司很荣幸能成为这个组织的一员，也将会继续赞助LAM来进一步推动添加制造技术的发展。”

除了技术性的演讲以外，还有22家展商出席，包括激光制造商、集成商、科研机构、激光熔覆服务供应商和粉末制造商。另外还有13家赞助商的大力支持使得大会顺利进行，圆满举办。随着LAM 2010的成功，LIA已经开始为2011年的LAM进行策划和准备，预计将在明年的早些时候举办。

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