近期，從(cong) 比爾新（Bilsing）自動化公司土耳其子公司傳(chuan) 來了好消息，弗勞恩霍夫激光技術研究所及其工業(ye) 合作夥(huo) 伴研發的創新技術——超高速激光材料沉積（EHLA）和新型特殊高質量粉末噴嘴（HighNo）正式投入生產(chan) 線，這也將增強了比爾新公司征服新市場的決(jue) 心。

自2012年以來，弗勞恩霍夫激光技術研究所一直在深入研究和開發超高速激光材料沉積技術。該沉積技術是一種用激光熔化位於(yu) 熔化池上方的粉末顆粒的過程，快速可靠，適用於(yu) 25μm-250μm薄層，速度高達500m/min，節約資源、經濟實惠，已經被證明是硬鉻電鍍的可靠替代品。從(cong) 那時起，超高速激光材料沉積技術就在不同的領域得到應用，征服了眾(zhong) 多工業(ye) 部門。

帶噴嘴尖端模塊的噴嘴底座（圖片來源：弗勞恩霍夫激光技術研究所）

該技術發展到今日，最新的亮點是3D超高速激光材料沉積係統。在該係統中，通過三個(ge) 帶有固定激光處理頭的線性驅動器，可以極快速地平行移動架構台。並且，工業(ye) 量產(chan) 時需要經常性更換噴嘴，隻有這樣才能讓用戶在安全、精確和可靠的方式下使用超高速激光材料沉積技術。

在激光材料沉積（LMD）中，根據不同的應用需求使用不同的粉末噴嘴。對於(yu) 難以進入處理的區域，采用側(ce) 向噴嘴將粉末噴入激光束中。相比之下，同軸粉末噴嘴可以將錐形粉末噴射引導到工件上，按獨立方向運行，特別適合集成自動化係統，同時在塗料和增材製造應用上也得到了驗證。

高質量粉末噴嘴

盡管如此，超高速激光材料沉積技術對粉末輸送噴嘴的質量提出了特殊的要求，為(wei) 了在激光束中熔化顆粒，粉末輸送的軌跡和速度必須被調到精確的位置。即使是粉末流動出現微小偏差，也會(hui) 導致不理想的結果，比如激光處理的材料層層厚不足或表層有缺陷。

為(wei) 此，弗勞恩霍夫激光技術研究所和位於(yu) 亞(ya) 琛的激光技術專(zhuan) 用光學公司HaraldDicker公司，共同開發了一種名為(wei) 高質量粉末噴嘴（HighNo）的同軸噴嘴，噴嘴尖端由銅合金製成並經過了超高精度加工。它能以非常精確的距離將環形或錐形粉末氣體(ti) 噴射到工件上。基於(yu) 不同的場景應用，它能夠將粉末噴射精度效率提高到95%。

該同軸粉末噴嘴由噴嘴本身和帶有兩(liang) 個(ge) 圓錐體(ti) 的一體(ti) 化粉末噴嘴頭模塊組成。圓錐體(ti) 部件可引導粉末穿過內(nei) 錐體(ti) 和外錐體(ti) 之間的間隙。由於(yu) 采用了全新的製造工藝，兩(liang) 個(ge) 圓錐體(ti) 具有相同的形狀公差，節省了更換模具時的調整時間。研究人員通過實驗發現，噴嘴的表麵必須達到高質量標準，這樣才能有針對性地調整粉末顆粒流量。此外，噴嘴的間隙大小和耐磨性，可以根據客戶的要求進行單獨調整。

弗勞恩霍夫激光技術研究所激光材料沉積、塗層及功能層部門負責人MatthiasBrucki談到：“多虧(kui) 了一體(ti) 化設計，高質量粉末噴嘴可以在一兩(liang) 分鍾內(nei) 重新完成組裝，不會(hui) 犧牲任何質量效果。”據悉，從(cong) 2020年初這種新型噴嘴就已經開始批量生產(chan) 。

同軸粉末噴嘴的優(you) 點

即插即用：隻花不到兩(liang) 分鍾的時間，用戶就可以更換噴嘴頭，馬上繼續工作。

過程可靠：在係列生產(chan) 中用戶可以按照序列反複更換噴嘴頭，因為(wei) 噴嘴頭是有限製、可量化的。

粉末過噴量及損失量低：超高速激光材料沉積技術及其他金屬3D打印流程要求很高的粉密度和噴粉效率，隻有高質量粉末噴嘴才能實現。它還能實現精致的塗覆及低磨耗表麵。

靈活：應用程序廣泛，因為(wei) 有不同的差距維度、噴嘴尺寸以及變量粉末焦點直徑，有使用粗粉的可能性。

高性能：可以選擇直接冷卻用水，允許使用強大的激光束（20kW）來源。

減少停機時間：精心製造的噴嘴頭模塊，是以適當的形狀和位置公差預組裝的，避免了不必要的調整。

使用激光沉積材料製造夾持和搬運工具

BilsingAutomationTicLtd.是比爾新自動化公司的土耳其子公司。這家位於(yu) 土耳其布爾薩市的公司不僅(jin) 生產(chan) 柔性夾具、裝卸設備也生產(chan) 成型工具，並在超高速激光材料沉積技術及新型噴嘴應用上積累了不少經驗。

該公司與(yu) 弗勞恩霍夫激光技術研究所建立了長期合作關(guan) 係，研究工具的激光硬化及激光材料沉積（LMD）技術，為(wei) 航空工業(ye) 加工複雜的鈦Ti-6Al-4V組件。“我們(men) 對亞(ya) 琛的創新技術十分感興(xing) 趣，並最終在2019年夏天引進了超高速激光材料沉積技術。現在，我們(men) 已經成為(wei) 土耳其航空公司的分包商，使用該技術修複飛機起落架的鈦製O型圈，”公司總經理SalihErsungur表示。

機器人化

但公司並沒有改裝車床，隻是在一台移動機器人上組裝了激光光源、超高速激光材料沉積熔覆頭以及粉末輸送係統。結果是形成了一台可移動的超高速激光材料沉積站，用於(yu) 測試另一家公司的數控車床。

“我們(men) 給車床的爪盤裝上了一個(ge) 製動盤，然後就能實現基本定位並給機器人編程，使它與(yu) 車床操作幾乎同步，”SalihErsungur表示。在第一次試運行成功後，公司CEO對超高速激光材料沉積技術，以及工件處理後表麵的光滑度感到滿意。與(yu) 傳(chuan) 統激光材料沉積技術相比，超高速激光材料沉積技術的返工率更低，甚至不需要返工。

塗層的測試分析結果說服了這位總經理，公司將為(wei) 現有土耳其及其他國家的業(ye) 務領域提供超高速激光材料沉積技術作為(wei) 長期服務項目，替代有爭(zheng) 議的硬鉻電鍍工藝。SalihErsungur說：“我認為(wei) 它將在造船、離岸和航空領域獲得非常好的應用機會(hui) 。”

該公司最近采購了新型高質量粉末噴嘴（HighNo）。總經理在描述新噴嘴技術的優(you) 點時說：“新一代噴嘴的可更換噴嘴頭用三個(ge) 螺釘固定，可以擰鬆這些螺釘，然後插入另一個(ge) 噴嘴頭。”采用這種新噴嘴可以讓生產(chan) 過程變得更可靠、更快，並減少了設置時間。

SalihErsungur不僅(jin) 將超高速激光材料沉積技術和高質量粉末噴嘴（HighNo）結合視為(wei) 公司在土耳其的一個(ge) 獨家賣點，還打算將它推介給公司在南非、羅馬尼亞(ya) 和俄羅斯的合作客戶。他談到：“因為(wei) 我們(men) 在激光切割領域已經成功經營了6年，現在我們(men) 必須引入超高速激光材料沉積技術。它很可能是未來趨勢，苗頭已經出現了，我們(men) 對此深信不疑。”