德國弗勞恩霍夫生產(chan) 技術研究所(Fraunhofer Institute for Production Technology-IPT) 的一團隊引入了一種增材製造(AM)工藝，該工藝結合了絲(si) 基和粉基激光熔覆。根據該團隊的說法，混合工藝生產(chan) 的保護工具塗層比通過傳(chuan) 統激光熔覆方法生產(chan) 的塗層更耐磨、成本更低、更可節約資源，且這種混合工藝也比單純的絲(si) 基方法更靈活。在利用率、經濟性等方麵都獨具優(you) 勢。

▲由IPT公司的一個(ge) 團隊開發的混合增材製造工藝生產(chan) 的工件塗層比其他方法生產(chan) 的塗層更耐磨、更節約資源、更具成本效益。來源：IPT

激光熔覆通過激光金屬沉積(laser metal deposition-LMD)產(chan) 生三維結構。在LMD過程中，用激光束加熱工件表麵，同時將粉末或金屬絲(si) 形式的填充材料送入熔池。當填料熔化時，它會(hui) 在表麵形成一層塗層。多次重複，可以直接在工件表麵形成一層又一層的塗層。LMD是一種應用保護塗層、修複受損組件以及改變工件形狀的有效方法。

在IPT研究所的混合方法中，絲(si) 材和粉末材料在LMD同時加工。科學家們(men) 發現，通過將粉末形式的硬質材料顆粒添加到絲(si) 材中，他們(men) 可以首次使用LMD來調整塗層中的重要材料特性，例如硬度和韌性。為(wei) 了確定不同應用的最佳材料組合，科學家們(men) 測試了各種材料。對於(yu) 絲(si) 材，他們(men) 選擇了具有高結構穩定性的熱加工工具鋼和具有良好焊接性的低合金鋼。對於(yu) 粉末材料，他們(men) 選擇鉻作為(wei) 碳化物形成和晶粒細化的元素，以碳化鈦作為(wei) 硬質相。

通過粉末和金屬絲(si) 的結合，科學家們(men) 能夠為(wei) 每種應用定製材料的成分。他們(men) 選擇性地改變工具鋼的微觀結構，並通過添加粉末來增加所塗覆塗層的硬度。即使加入少量的碳化鈦也會(hui) 導致硬度增加30%。

項目經理Marius Gipperich說：“有了新的工藝，我們(men) 現在可以快速靈活地響應不同的熱、化學和機械負荷，因為(wei) 我們(men) 可以精確地調整韌性和硬度。”根據Gipperich的說法，新的混合工藝可最大限度地減少表麵磨損和延長部件的使用壽命。它比純粉末工藝更具成本效益，並且相對純金屬工藝提供了更大的材料靈活性。科學家們(men) 計劃將他們(men) 的方法應用於(yu) 開發其他具有特殊性能的材料係統。他們(men) 還計劃將混合工藝用於(yu) 成型工具的加工以及液壓部件摩擦磨損層的處理等應用。

目前，IPT團隊正在測試混合工藝在分級塗層係統生產(chan) 中的應用。作為(wei) 測試的一部分，該團隊計劃盡可能增加材料混合物的碳化鈦含量。由於(yu) 碳化鈦會(hui) 導致高殘餘(yu) 應力，增加焊接過程中開裂的可能性，研究小組計劃逐層調整碳化鈦的含量。