专注增材制造核心部件研发，解决行业痛点助力国产替代

　　在今年的激光加工行业——荣格技术创新奖评审中，上海通历激光凭借“第八代同轴送丝送粉激光头”产品成为创新奖获得者。专家评委们认为，该产品在送丝速度、材料利用率以及熔融过程飞溅控制等方面均表现出色，尤其适用于大型构件、航空航天、模具等高端制造行业。此前，本刊有幸采访了公司总经理王相苹先生，就这款产品诞生的前因后果以及对未来行业的趋势看法，进行了深入交流。

　　问：请您介绍一下获奖产品的研发背景？主要解决了哪些行业痛点？

　　答：获奖的这款产品，是基于公司前几代产品迭代形成的最新一代产品，主要面向金属3D 打印行业中的定向能量沉积（DED）应用领域。这款激光头产品的应用范围包括，金属3D 打印、增材制造修复和焊接等。尤其是对于超薄板焊接，对热影响区需要精细控制以及要求较高的特殊材料焊接方面，产品表现出色。从实际应用层面看，这款产品在重工业的大型涡轮叶轮组叶片、水电热电的风专解决注增行业材制痛点造助核力心国部产件替研代发，机叶片，以及轻工业中3C 行业的钛合金、铝合金打印，可穿戴设备的手表外壳打印等，都可以找到相应的应用。

　　从产品名称不难看出，公司在推出这款产品时，并不是以激光头作为解决行业痛点为目的，而是采用同轴无方向性要求送丝作为研发宗旨。因为当前行业大多采取的是传统侧向送丝方式，但实际加工却要求送丝不能有任何的方向性，同轴送丝垂直于工件送丝，因此没有任何方向性，可以适用于许多行业。相比侧向送丝，同轴送丝的优势在于材料利用率高，对基材热影响区的影响更小，同时包括对打印材料的致密性都有帮助。

　　相对于选择性激光熔融（SLM）铺粉式金属3D 打印技术，定向能量沉积是完全不同的技术路线。铺粉式金属3D 打印技术的特点是可以打印精细零件，但加工效率不高。送丝式定向能量沉积技术，打印效率比较高。在通历第八代同轴送丝激光头上，如果增加热丝电源，制钢的沉积效率可以实现约6.5 公斤/ 小时，这是铺粉技术很难达到的结果。此外，送丝打印比铺粉技术，更容易实现材料的100% 利用，实现零损耗打印。

　　问：与之前几代产品相比，新产品在功能和产品性能方面有哪些改进？

　　答：这款产品更多的是优化了光学组件和部分机械部件。相对于前几代产品，新激光头最大的改变是消除了杂散光，同时还在加工头内部做了抗反处理，可以更好地应对铜材和铝材加工，保护激光头和光学元器件。这款激光头的内部附了双层抗高反并且做了热量吸收冷却装置，增加了多个水冷模块。最后，我们还对送丝结构做了优化，从而让这款新产品在产品质量和稳定性方面，有了整体提升。

　　在对产品做优化过程中，难度最大的是把热丝电源加入产品中。在激光头内部送丝过程中，要求整个丝材需要通电，同时又要确保丝材与激光头绝缘，这是因为丝材需要从激光中心穿过到达基材，在穿过激光光路的过程中，既要保证与光学器件的绝缘性，又要保证整个光路的密封性。另外，热丝电源还要有足够的导电量，体积又不能做得太大。公司针对这方面做了大量的技术研发工作。

　　问：请介绍一下产品的具体应用场景和行业？在实际加工中有哪些优势体现？

　　答：正如刚才所说的那样，定向能量沉积技术的应用领域更多的是以大型构件为主，尽管打印的精细程度没有SLM 那么高，但降低打印速度后也可以打印相对精细的产品零件。公司有一家客户，通过这款产品打印出的零件表面精细度不到20μm。公司希望借助这款产品，主攻消费类电子和模具行业。例如，在模具的表面修复过程中，铺粉工艺的材料利用率始终不高，同时又会对加工环境造成一定污染，而送丝打印完全可以解决上述的行业痛点问题。另外在航空航天领域，如火箭、飞机的喷气发射口，采用同轴送丝打印技术可以生产出近似圆形、高强度复合材料零件。

　　更为重要的是，环形光斑配合同轴送丝，通过全包覆丝材的方式让熔池非常均匀且可控，对于成型后工件表面的致密度，以及裂纹、气孔等都有很大的改善。自从公司向市场推出这款产品后，吸引了来自3C 行业和科研院所的广泛关注。尤其在消费电子行业，通过采用同轴送丝的定向能量沉积金属3D 打印技术，可有效降低制造成本，加快生产节拍，帮助企业降本增效。

　　问：请您谈谈公司产品上央视节目的背景？

　　答：上央视节目的背景起源于公司与东方电气在水轮机组方面的合作。水轮机组上的冲击转轮是其核心部件，在长时间作业下需要承受很大的压力。此前，国内对于冲击转轮叶片的制造主要采取电弧增材工艺，但这种加工方式容易在叶片的内部形成气孔和裂纹，对后续的叶片使用寿命造成了不利影响。

　　公司在接到客户需求后，首先对冲击转轮叶片进行了材料金相分析，再通过与客户在工艺上的合作，不断优化定向能量沉积技术。不久前，该项目得到了国家有关部门的验收和认可。公司成功助力国产500MW 冲击转轮的国产化替代，打破国外垄断。经过实践证明，通过DED 技术打印的冲击转轮叶片，质量一致性和致密性都达到了规范要求，同时也保证了打印材料的强度。

　　问：您如何看待当前的行业现状？未来有哪些市场可以挖掘？

　　答：定向能量沉积作为增材制造行业的一个细分领域，自身的市场体量并不大，但通历作为国内少数几家专业从事DED 技术研发路线的公司之一，近年来专注于增材制造核心器件——激光加工头的研发。在公司发展过程中，我们收到了许多来自市场和客户的需求，但都需要根据不同的应用场景做定制开发。从行业发展的角度出发，公司更看好DED 技术在未来消费电子和汽车零部件行业的前景，但如何更好地实现金属3D 打印，需要不断深入的挖掘和探索。