3D打印的部件因為(wei) 存在非常大的差異，而且伴有空腔和邊界層等問題，導致激光焊接打印零件存在巨大挑戰。近期，德國漢諾威綜合生產(chan) 研究所（IPH）和漢諾威激光中心（LZH）的研究人員已開始致力通過優(you) 化參數和結合人工智能，改變激光焊接3D打印塑料部件的工藝參數，以實現激光焊接質量優(you) 異的塑料部件。

專(zhuan) 家係統取代耗時的分析

對於(yu) 注塑塑料部件，激光穿透焊接已經成為(wei) 工業(ye) 中進行焊接的成熟工藝。然而，對於(yu) 3D打印零件而言，內(nei) 部結構是否一致性卻成為(wei) 選擇激光焊接的參照依據。即使是那些同係列零件，從(cong) 外部看起來完全相同但內(nei) 部結構卻可能千差萬(wan) 別。另外，由3D打印的零件很多都存在空腔和邊界層，在這種情況下就很難通過焊接實現均勻焊接。

在熔融沉積建模3D打印過程中，塑料組件是逐層構建的（來源：IPH）

該研究項目被命名為(wei) “QualLa”（增材製造熱塑性部件的激光焊接質量保證），旨在開發一個(ge) 專(zhuan) 家係統支持中小型企業(ye) 優(you) 化現有的增材製造工藝，以便可以使用激光焊接打印部件。研究人員目前正在探索熔融沉積模型，並利用熔融沉積工藝（FDM）技術來達成這一目的。

在這種增材製造過程中，細細的熔融塑料線會(hui) 進行逐層疊加。甚至在3D打印開始之前，研究人員想要開發的專(zhuan) 家係統，就應該針對使用哪種材料、哪種層厚和哪種層方向實現激光最高透射率提供建議。隻有通過了以上這些步驟之後，才能在打印組件上順利焊接。

使用AI使過程適應組件

研究人員希望開發一種方法以空間分辨率的形式評估焊接過程。這涉及確定（對於(yu) 單個(ge) 組件）激光束在哪些點穿透以及穿透到什麽(me) 程度。然後，在專(zhuan) 家係統的幫助下，該數據將用於(yu) 控製激光束穿透過程。

例如，如果激光束在某一點穿透較少，則激光功率會(hui) 增加。如果組件在另一點的透光性更強，則將降低現有的激光功率。這種自適應係統可以實現均勻焊縫。同時，該研究團隊正在關(guan) 注處理信息的機器學習(xi) 方法，更具體(ti) 地說是神經網絡。這將使係統學會(hui) 獨立識別各種輸入變量和打印結果之間的相關(guan) 性，從(cong) 而預測激光束的穿透力。

使用激光傳(chuan) 輸焊接連接塑料

激光穿透焊接技術可以用來焊接由熱塑料所組成的部件，實現無接觸、自動、無機械外力施加和低熱應力的焊接。兩(liang) 個(ge) 連接部件一個(ge) 部件為(wei) 透明，一個(ge) 為(wei) 非透明的塑料，通過激光相互焊接在一起。這一激光束穿透透明部件到達另外一個(ge) 不透明部件的表麵，不透明的塑料表麵吸收激光束傳(chuan) 遞過來的能量和轉換成熱能，實現兩(liang) 個(ge) 部件的焊接。

IPH和LZH正在緊密同工業(ye) 界的夥(huo) 伴進行合作來推動這一項目的發展。項目委員會(hui) 包括來自激光技術領域的公司、增材製造和工廠工程的相關(guan) 單位。