金属添加剂制造

该行业的现状

金属增材制造具有巨大的前景，它将使以前成本高昂或无法用传统制造工艺生产的组件得以生产。因此，工业界和学术界正在共同努力，以进一步发展金属添加剂工艺。为了让终端用户熟悉技术并找到有价值的用途，OEM制造商每年都在购买越来越多的成品机器。虽然许多原始设备制造商都在制造自己的粉末床制造机器，但大多数设计遵循非常相似的处方，并产生类似的产品。这里和那里有一些小的设计变化，但没有什么巨大的差异，这将帮助OEM真正区分他们的产品从包。

此外，一些大型终端用户正在建造自己的或定制OEM设备，以满足他们特定的工艺和生产需求。为了成功地为特定行业制造高质量的零件，必须获得和掌握工艺的深入内部知识，而且往往必须根据用户的特定需求对工艺进行微调。大型终端用户需要更多功能和灵活的过程控制，以建立成功所需的内部制造专业知识。烧结过程是非常复杂的，终端用户正在寻找的组件，给他们的工具，以满足他们自己的特定需求。

技术挑战

技术挑战比比皆是，在从粉末床工艺追求品质的零件。许多挑战是相互依存的，因此折衷经常被提出，产生加机平庸的分辨率和不甚理想的构建体积。Aerotech的技术和专业知识消除这些妥协，给OEM和最终用户机器制造商以增加视场，限制变化能量/功率密度，控制激光脉冲作为位置，使产率最大化的函数，并且消除热不稳定性的能力。

该工具可以减轻一些工艺参数的相互依存关系的最要紧的机器。通过消除这些，妥协做出影响机器制造高精密零件以通用的方式，也可以消除的能力。能够更精确地控制关键工艺参数不影响其他性能方面将允许您创建你的客户（OEM）或自己（最终用户）更好的产品。这将区分你从竞争的日益密集的领域。

第二代粉末床添加剂机即将问世。这些变化将有助于实现该技术的高精度潜力。处于这一变化的前沿意味着市场份额的大幅增加;落后的意思是被甩在后面。

挑战：斑点尺寸与视野

f-θ透镜的选择由机器制造商决定了场的图（可用生成区域）的尺寸和点尺寸（刀具直径）制备。这两样东西对付对方 - 如果你想要一个大场的视图，使更大的部分你也可以得到一个更大的工具（光斑尺寸），这可以使其难以进行精细的特点。如果你想真正的大零件，但对光斑尺寸的工艺原因的限制，唯一的选择是有一台扫描仪，并尝试对齐/十字绣他们的视野。多个视场扫描仪的拼接有很多自己的并发症，是产生非常大的，完美无瑕的一部分不希望的方式;但是，它被错误地认为是唯一的选择。

航空技术解决方案:无限视野

Aerotech的查看的无限场（IFOV）在一个控制器环境下，通过伺服和扫描仪运动的无缝同步，特征可以消除场尺寸和光斑尺寸之间的相互依赖性。机器设计师现在可以根据工具直径和能量密度的原因选择所需的透镜来达到理想的光斑大小。通过使用IFOV功能，可以将构建区域扩展到所需的大小，轻松地协调携带扫描仪和移动扫描仪本身的定位阶段之间的运动。使用IFOV，用户只需在2D空间中编程所需的运动路径，轮廓线就会自动在扫描仪和伺服级之间分割。扫描器还利用伺服器产生的任何动态跟踪误差，在整个无限域内产生基于动态性能的扫描器。这一切都允许用户的行为，就像系统是一个简单的两轴组件，但获得耀眼的快速和准确的运动性能在整个构建体积感谢扫描仪。这在航空航天和汽车等行业很有价值，因为在这些行业中，使用当今的商用机器很难进行大型零件加工。

挑战:烧结变异性

烧结过程复杂并控制它直接影响物质上产生的部件的质量和形态学上的金属。依赖于基于时间的激光脉冲系统，导致施加到粉末表面的可变能量和功率密度，因为激光点变化的速度。除非出于明确的原因，否则可变能量/功率是不可取的。为了最大限度地减少烧结的可变性，运动程序员被限制为从设备中的命令恒定速度。这可以提高高动态移动的跟踪误差，影响周期时间，并导致更复杂的曲线作为补偿的手段。

许多机器制造商朝向利用各种传感器的烧结过程的闭环控制工作。然而，它们需要激光控制功能，以充当传感器的反馈和输出烧结之间的桥梁。激光控制功能通常是激光厂商，这使得它们难以与运动硬件坐标的省。为了使该技术向前发展，移动供应商需要采取更加深入地了解运动关联的激光控制功能。

在艾特航空解决方案：PSO和模拟设置

Aerotech的位置同步输出给运动程序员的能力，以选择所需的能量密度在他们的部分，并维持设置通过命令激光脉冲作为一个功能的位置。现在，运动设备可以在尖锐的角上减速，以保持动态精度，而不必担心脉冲聚集和在那些区域烧结质量差。PSO甚至允许编程完全异步位置驱动的脉冲放置，这意味着用户可以预先设定他们希望激光脉冲下落的位置。这可以通过使用位置数组来触发事件来实现。最重要的是，PSO功能与整个运动系统的联合反馈分离，产生真正的基于矢量位置的激光控制，即使是在联合运动使用时，如IFOV功能。

功率= fn(速度)可以实现使用Aerotech的“模拟设置”控制功能。这个特性使用户能够将模拟输出电压作为协调系统运动的矢量速度的函数缩放。类似于PSO，模拟设置允许用户在激光光斑加速和减速时改变激光器的平均功率输出。这可以用来控制路径上粉末的功率密度。它也是另一个通用的集成激光控制工具，可用于闭环烧结控制。

挑战：效率和产量

为了经济高效，机器用户试图在机器运行时尽可能多地填充可用的构建区域。通常情况下，这意味着同时生产许多相同的部件。然而，由于目前的机器依赖于F-Theta镜头的视场来产生建筑区域，激光光斑在建筑区域的不同部分会显著扭曲。这导致能源密度的变化和不可避免的质量部件从一个区域到另一个区域的变化。您可以自行限制可用的构建区域以缓解这个问题，通过减少机器的容量来降低其效率，或者您尝试利用其全部容量，但增加了低产量的风险。

航空技术解决方案:功率校正映射

Aerotech的功率校正映射功能是一个集成的控制器功能，让用户经由作为视扫描仪的领域内位置的函数的模拟输出的能力，所述激光的规模功率输出。通过f-θ透镜的光斑尺寸畸变的影响可以通过改变激光的功率输出以考虑在激光光点直径的变化在很大程度上无效。使用这种功率校正地图会导致非常适用于粉末均匀的能量密度，无论你是在构建区域在何处。部分收益率就会上升，让用户可以放心地填满整个构建区域知道在构建区域中间烧结会出来一样烧结在构建区域的边缘部分的部分。

挑战:热不稳定性

层厚通常在20-100µm左右，这意味着即使是中等大小的部件也需要很长时间。因此，每次构建都代表了时间和资源上的大量投资。新万博活动此外，建筑平台通常被加热到一个较高的温度，缓慢地加热周围的结构。不用说，这不是一个热稳定的环境，因为构建可以很长，热漂移可以是一个问题，在所有组件，包括galvo扫描仪。

航空技术解决方案:AGV热稳定Galvo扫描仪

更精确的零件需要热稳定扫描仪。任何漂移在galvo扫描仪在建造时间直接影响几何精度的零件生产。Aerotech的AGV是市场上最热稳定的galvo，漂移<10µrad/°C。它还可与水冷却，以确保稳定，而在可变的环境。

挑战：功能在快节奏的环境

由于金属添加剂行业还比较年轻，工艺开发和机械设计研发仍在继续。所有其他galvo系统几乎没有提供数据收集能力，实时访问位置反馈和控制器触发器，而且大多数以黑箱方式操作。典型的galvo扫描仪使用过时和过于简化的运动控制器和轨迹发生器，这阻碍了它们在高动态、高精度任务中的表现。新万博英超h

在艾特航空解决方案：AGV和A3200

的AerotechAGV振镜扫描仪和A3200控制器同时提供开放式数据架构，并进行精确的动态运动能力最好的组合。该A3200提供的能力，监测和采集数百种不同的数据项，包括与激光发射等过程的协调扫描仪的实际位置。Aerotech的国家的最先进的控制器和轨道产生，符合我们的精密设计的专业知识相结合，使AGV目前市场上最准确的，动态能力检流计。