增材制造 (AM) 技术

增材制造 (AM) 是一种通过逐层堆积材料来构建形状的制造技术。与传统机械加工或模具浇注工艺不同,增材制造(AM)通过在指定位置逐层添加所需材料,实现零件的成形。通过采用这种方法,产品设计的自由度得以提升,从而为制造领域开辟了新的可能性。

[增材制造技术的优势]
  • 支持复杂结构的一体化成形,显著降低装配工时
  • 材料按需使用,实现接近成品的高效制造
  • 无需模具即可灵活应对样件试制及设计变更
  • 通过按需逐层添加材料,最大限度提高材料利用效率
  • 提供优于传统工艺的设计灵活性,支持轻量化设计与功能一体化

增材制造技术需求不断增长

近年来,增材制造技术在全球范围内的关注度不断提升。多重因素正推动其快速发展,并重塑制造业格局。其中,开发周期的大幅缩短尤为关键。通过将设计数据直接转化为实体产品,可加快原型开发与设计修改的迭代速度。此外,其按需、按地生产的能力能够有效降低库存管理负担,实现本地化生产,并为重新审视和优化传统供应链提供契机。同时,在减少材料浪费和提高能源利用效率等方面的环境优势也不容忽视。多重价值的融合,使增材制造成为支撑新时代制造业发展的关键技术。

加快开发进程并优化库存与材料管理
  • |缩短交货期
  • |减轻库存管理负担
  • |减少材料浪费

激光金属沉积

激光金属沉积技术是一种利用激光将金属粉末瞬间熔化并凝固的制造方法。该技术可实现高精度、高致密度的成形,适用于复杂形状、薄壁结构以及精细特征的加工。此外,还可在基材表面形成亚毫米级厚度的耐腐蚀、耐磨损及耐高温功能层,其结合强度优于电镀或热喷涂工艺。该技术能够仅对必要部位进行成形,是一种先进的制造技术,特别适用于修复和改造应用。

1:沉积区 2:稀释区3:激光4:金属粉末5:熔池

电弧增材制造

电弧增材制造技术是一种通过电弧放电熔化并沉积金属丝材的制造方法。与粉末材料相比,丝材更易于处理,并可实现低成本的稳定供应。其较高的成形速度使其非常适合大型零部件制造及堆焊修复应用。通过复合多加工中心,可在增材过程中同步进行切削加工,从而在成形过程中对各层形状进行精细修整。该工艺能够去除层叠表面的杂质与不规则形貌,显著提升制造精度。最终,可实现更高精度的形状再现性及优良的内部质量。与激光金属沉积相比,该技术在生产效率和成本方面更具优势,因此被广泛应用于航空航天及工业机械大型部件的制造。

1:金属丝 2:沉积区 3:稀释区4:辅助用气体 5:电弧6:熔池

增材制造技术的多样化应用

增材制造是一种高度灵活的技术,不仅可以用于新零部件的制造,还可以用于现有零部件的修复、提升表面性能。其应用涵盖制造、修复及涂层等多个领域,可显著提升生产现场的效率与附加值。

3D增材制造

直接增材成形能够实现传统机械加工或铸造工艺难以达到的优化结构,例如中空结构及拓扑结构。从而通过轻量化与功能集成,推动全新设计理念的实现。

船用螺旋桨
滚切模刀(刃部)

修复磨损或损坏的部位

通过在磨损或损坏区域按需叠加材料,可恢复其原始形状。零件可以重复使用,从而降低成本并实现资源的有效利用。

锻造模具
粉碎用刀片

提高硬度和耐磨性的涂层

通过在基材表面堆叠高硬度合金或耐磨材料,可显著延长零部件的使用寿命。这对于在恶劣环境中使用的零件,如工具和模具,十分有效。通过调节激光光束直径,可调节涂层厚度及加工速度。

联轴器
轧辊

异种金属分层沉积

通过对不同金属材料进行分层叠加,可赋予材料耐磨性、耐腐蚀性等多种性能,大幅提升设计自由度,并开发出采用传统方法无法制造的复合材料零件。

工业阀门
液压活塞滑动部位

使用增材制造技术实现工序集约的案例

采用AM涂层替代电镀工艺

传统上,为了实现表面硬化和耐磨性,会采用电镀处理,之后再进行磨削加工以完成精加工。而采用增材制造(AM)技术,可将耐磨材料直接层叠沉积在表面,从而实现对电镀工艺的替代。结合后续的镜面磨削加工,可高效实现兼具高耐久性与高精度的表面处理效果。

显著缩短工艺交付周期并减少CO2排放

传统工艺耗时12天,引入AM设备后缩短至1天。
交货周期

91%减少

传统工艺的CO2排放量约为50千克,随着AM设备的引入,已降至约30千克。
CO2排放量

40%减少

采用电弧增材制造进行零件修复

它解决了手工修复(堆焊、精加工)中存在的作业时间长、质量不稳定以及机加工工序之间频繁换装等问题。同时,实现了修复过程的自动化,应对劳动力短缺和技术传承难题。

工件粉碎机刀片
行业通用机械
材料耐磨钢
工件尺寸Φ500 mm × 80 mm

硬度(相当于 HRC60)

A:HRC
B:距试样端面距离(mm)

AM设备导入流程

马扎克提供从技术选型到交付后的全流程支持

方案评估与提案
  • |确认工件几何形状及应用用途,评估是否适用于AM工艺
  • |选择最优的AM加工工艺
  • |提出最佳规格方案,包括成形尺寸、精度及外围设备配置
  • |评估并提供成本、交货周期及品质提升效果的建议
实机验证与报价
  • |使用实际工件及试样验证成形性能
    • ・|条件设置:优化成形参数
    • ・|试样制作与强度测试:评估机械性能
    • ・|模拟加工:基于实际使用场景进行加工验证
  • |报价
    • ・|提供包含设备本体、周边设备及启动调试在内的报价
工厂验收、交付及培训
  • |在现场监督下完成设备交付、安装调试及试加工验证
  • |建立本地化生产条件并完成设备安装
  • |培训掌握操作和维护技能
操作
  • |持续提供支持,包括运行数据分析与加工条件优化
  • |提供在线支持,用于操作指导与故障排查
  • |在发生问题时,安排技术人员现场支援与处理