阿诺德投资研究

惰性气体气氛下的粉末沉积焊接

除了常规业务活动外,KH Arnold Maschinenfabrik GmbH & Co. KG 还积极参与研究项目,以不断扩展公司的专业知识并继续提供满足其未来需求的行业解决方案。作为 BMBF 公告“增材制造工艺的生产线集成”的一部分,与其他项目合作伙伴合作开发了一种用于惰性气体气氛中粉末沉积焊接的激光焊接系统并投入运行。

粉末沉积焊接目前备受业界关注。目前,客户已经在涂层组件或 3D 打印领域使用该系统。然而,这些系统的使用目前仅限于使用氧气和空气稳定的粉末。然而,为了能够使用不具有这些特性的粉末,需要一个可以为此目的用保护气体进行感测的系统,并且可以在整个应用过程中保持水和氧气的必要极限值。作为 BMBF 公告“增材制造工艺的生产线集成”的一部分,KH Arnold Maschinenfabrik GmbH & Co. KG 与一个财团一起为自己设定了解决这一问题的任务。

图 1:粉末沉积焊接喷嘴头

对于空气不稳定粉末的粉末沉积焊接系统的要求的重点是系统内部的密封性。只有保证高水平的密封性才能维持保护气体气氛中的极限值。开发适合该项目的机器概念的挑战主要是设计机器,使连接管线上发生尽可能少的气体交换。通过将密封件和螺钉连接智能地融入机器设计中,可以密封无法焊接的连接线。
防扩散连接器和插头也为这项任务做出了贡献。由于即使采用最好的概念也永远无法阻止扩散,因此连接了气体处理系统,以确保在需要时维持保护气体气氛组。

图 2:惰性气体气氛中的粉末沉积焊接系统

该设施的其他要求包括辐射安全。除了坚固的钢结构外,防辐射窗还可以在运行期间查看系统。为了防止辐射从工作手套中逸出,可以从内部关闭它们。此外,组件的引入或移除也是一个重要的话题。为了不必每次都打开系统,安装了一个锁来完成此操作。这确保了系统内部维持保护气体气氛。为了不需要不必要的大量保护气体来运行系统,在施工过程中对系统进行了尽可能的优化,以使内部空间尽可能小,同时仍能达到所需的行驶距离。

图 3:在粉末应用工艺(左)和后加工(右)后使用 LMD 制造的法兰

在克服了实施成功机器概念的所有障碍后,我们为项目合作伙伴提供了一台功能机器,可以在该机器上成功模拟空气不稳定粉末的粉末应用过程,从而实现联盟的项目目标。

项目合作伙伴:
弗劳恩霍夫材料与梁技术研究所 IWS
SKM信息有限公司
德累斯顿工业大学IfWW
PFW 航空航天有限公司