大型复杂零件一体化成形,一文了解铂力特BLT-S510的新“精”彩

实现“让制造更简单,世界更美好”是铂力特多年来践行的愿景。大尺寸是金属增材制造装备发展的重要方向,一方面可以解决大尺寸复杂构件传统制造过程中的难点和痛点,另一方面,也可实现中小尺寸复杂结构件的批量化生产,为用户提供短流程、数字化、品质可控的定制化解决方案。

丰富大型复杂零件一体化成型解决方案,面向中小型零件量产效率提升需求,继2020年6月推出的大尺寸金属增材制造设备BLT-S600,铂力特如今向市场推出另外一款大尺寸金属增材制造设备BLT-S510。

BLT-S510

 把复杂的工业制造问题简单化,那么,铂力特围绕大尺寸新设备为工业制造领域带来怎样的系统化制造解决方案?让我们从BLT-S510 典型应用、零件力学性能、打印质量控制等角度一一领略。

铂力特自2016年开始单向成形尺寸500mm以上设备的研发,先后突破了四光束联动扫描和拼接等关键技术,在围绕成形质量管控的智能软件方面也不断深耕。

2020年3月以来,铂力特先后将多次研发迭代、实测时间均在几万小时级别的BLT-S450、BLT-S600推入市场。例如,2020年6月推出的大尺寸金属增材制造设备BLT-S600,在正式推出市场之前经过近40000小时的产品打印实测,5轮方案设计迭代,近50次细节修正,设备单次不停机运行时间超过1200小时。该设备已交付各类高品质航空航天零件超700件,出品零件在“弹、箭、、船、机”上广泛应用,服务国家多项重大工程,支持国家多项重点型号的建设。

可以说,在推出BLT-S510之前,铂力特已经具备了丰富的大尺寸零件增材制造设备与系统化的解决方案技术开发与市场验证经验。

关于增材制造设备与系统解决方案的发展,铂力特董事长薛蕾在2016年就曾指出:“我们认为设备领域会经过三个山头,第一个山头大家把设备攒出来,打印出“形”;第二个山头真正意义上解决市场上应用的需求,打印出“质”;第三个山头是真正意义上的智能化自动化的生产,打印出“自由”。”

挑战“山头”的过程中,学问很深,挑战更大,关键是清晰的看到方向,理智的预测困难,铂力特在实现自我提升的过程中,颇具“心”得。

block 将“大而复杂”的问题简单化

block 典型应用

铂力特极其关注加工中的实际需求,包括加工中的烟尘,粉末损耗,粉末的回收再利用,这些极小的细节是铂力特善于钻的“牛角尖”。当所有的设备技术发展到一定程度都汇聚到山顶上的时候,铂力特靠着对工艺和材料的深刻理解,进一步推动设备的发展。

Part_BLT来源:铂力特

铂力特非常在意市场口碑与用户满意度,在正式推出市场之前,BLT-S510 设备已被铂力特内部用于制造多种材料的金属3D打印零件,特别是大尺寸、复杂形态的一体成形零件。以下是铂力特通过BLT-S510 设备制造的钛合金、铝合金、不锈钢典型3D打印零件。

钛合金零件

Part_BLT_1航空发动机风扇叶片
材料:钛合金
尺寸:400×400×780mm

3D打印实现内部镂空减重的风扇叶片一次成形,与传统机加相比,加工周期短,节约原材料,内部镂空区域设空间大,可实现造型更多样。

铝合金零件

Part_BLT_2肼瓶支架
材料:铝合金
尺寸:481×325×123mm

零件壁厚薄,有点阵结构,尺寸大,传统工艺无法加工制造,采用激光精密成形可一体成形,制造周期短,变形可控。

Part_BLT_3导轨支架
材料:铝合金
尺寸:327*317*360mm

零件壁厚薄,有点阵结构,尺寸大,容易变形,与传统工艺相比,采用激光精密成形工艺在保证强度的同时大大减轻了零件重量。

不锈钢零件

Part_BLT_4单排管
材料:不锈钢
尺寸:550x160x30mm

大尺寸薄壁件,精度高

考验大尺寸金属增材制造设备的核心要素并不是“谁的尺寸更大”。考验大尺寸金属增材制造设备的核心要素是设备能否保证长时间稳定运行、高效率连续生产以及成形零件内外部品质优异可控。作为一种生产级的设备,铂力特从多振镜控制系统以及过程中质量监控系统入手,提升打印过程的稳定性及打印零件的质量。

block 多振镜控制系统,实现高拼接精度

多振镜分区扫描成型,面对着不仅仅是“多”的加工挑战,还面对着“协调”与“一致”的难题。包括多激光聚焦光斑定位精度、多光束无缝拼接、多象限加工重合区质量控制、光学系统的稳定性控制等挑战,只有硬件控制与软件控制结合到位,才能为大型复杂金属零件的“高”、“精”、“尖”的成型要求提供系统化的解决方案。

铂力特自主研发了多振镜控制系统,实现了多振镜协同工作,特别是在控制重合区不同振镜打印时边界的搭接工艺方面取得了突破。这一突破使得搭接处成形尺寸误差小,搭接处熔融质量等同与或优于单振镜打印区的熔融质量,有助于实现打印过程中高效稳定,为打印大型零件提供有效保障。

BLT_Book_9 BLT_Book_3 BLT_Book_ BLT_Book_part来源:铂力特

block 质量追溯系统

BLT-S510设备配备了铂力特自主研发的质量追溯系统,该系统包含高清摄像机、传感器、光栅尺、数据库软件等,作用是实现打印过程实时监测并记录,保证零件打印过程全程可追溯。

BLT_Book_14 BLT_Book_8

来源:铂力特

设备顶部安装高清摄像机,该摄像机会对每一层的打印状态及铺粉状态进行拍照并保存,通过观察已保存的照片可以对该零件所有打印层状态进行检查,可在打印过程中识别孔隙缺陷、裂纹缺陷、吹风缺陷、打印缺陷等多种缺陷,有效保证设备高产值高成品率,为设备稳定运行保驾护航。

block 智能化软件

设备搭载铂力特自主研发的BLT-MCS软件同步出光、自动振镜拼接、故障智能诊断、智能粉量调整等标配功能,亦可增配扫描质量检测等功能和BLT-MES系统,帮助用户实现定制化智能管理。

铂力特针对BLT-S510 设备推出了一整套围绕大尺寸零件成形的解决方案,从设备、原材料、辅机耗材、工艺参数到软件、后处理和质量检测和认证的可落地的整合性产品包,以及更加完善的售后服务方案。

聚焦自身核心竞争力,铂力特一路走来真正重视的是如何满足客户的真实需求,为客户解决问题、提供价值。内心中走的越远,现实中走的越稳,铂力特朝着他们的“让制造更简单,世界更美好”的愿景,志存高远,一步一个坚实的脚印,朝着成就一家卓越的企业,不断谱写出新的乐章。

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