激光熔覆新技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

一、背景

激光熔覆技術(shù)是理想的零件表面加工技術(shù)，其具有冶金結(jié)合、熱輸入低、稀釋率低、熱影響區(qū)小、熔覆成本低、材料廣泛等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于眾多行業(yè)設(shè)備的防腐耐磨、耐高溫、耐疲勞等表面處理。隨著激光熔覆技術(shù)的發(fā)展，激光熔覆生產(chǎn)設(shè)備越來越多替代了傳統(tǒng)的焊接熔覆手段，對(duì)生產(chǎn)也越來越重要。

雖然工業(yè)信息化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但是其應(yīng)用于激光熔覆產(chǎn)品還比較少，尤其對(duì)于原有工廠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)難度還比較大，主要有以下原因：

1、 原工廠設(shè)備采購的設(shè)備未含工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)接口，改造難度大。

2、 一套工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件成本高。

3、 實(shí)施費(fèi)用大，周期長。

熔覆設(shè)備的生產(chǎn)云管理技術(shù)可打破疫情和地域限制，為企業(yè)提供遠(yuǎn)程生產(chǎn)管理和技術(shù)支持服務(wù)。適用于疫情期間、非疫情期間的設(shè)備和生產(chǎn)相關(guān)人員不能及時(shí)到達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，解決設(shè)備生產(chǎn)問題。

該技術(shù)可以助力企業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)。在監(jiān)控手機(jī)APP或網(wǎng)頁終端，生產(chǎn)管理人員可以實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)情況，工藝工程師可以在線查看修改加工參數(shù)和加工程序，設(shè)備工程師可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備故障診斷，設(shè)備程序升級(jí)。

二、解決方案

陜西天元智能再制造股份有限公司，針對(duì)以上問題，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)開發(fā)出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)和擁有該屬性的激光熔覆設(shè)備。運(yùn)用設(shè)備及生產(chǎn)云管理技術(shù)服務(wù)可以實(shí)現(xiàn)自己生產(chǎn)設(shè)備和客戶設(shè)備生產(chǎn)過程的管理模式變革，生產(chǎn)要素?cái)?shù)字化，技術(shù)服務(wù)低延時(shí)，實(shí)現(xiàn)人與生產(chǎn)的快速安全對(duì)接。

系統(tǒng)特點(diǎn)：布置快速、成本低，特制MES平臺(tái)，符合生產(chǎn)信息化需求。

系統(tǒng)主要內(nèi)容：設(shè)備端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝和生產(chǎn)信息進(jìn)行智能化處理，并整理成各種要素的數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)及云技術(shù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆品?wù)器，通過云端綜合管理端進(jìn)行存貯及服務(wù)響應(yīng)處理，進(jìn)而形成滿足適合用戶監(jiān)測(cè)控制需求的眾多數(shù)據(jù)服務(wù)，用戶可通過WEB、手機(jī)APP,PC客戶端等終端方式進(jìn)行訪問，系統(tǒng)并給管理者及使用者以不同維度的圖表等可視化手段進(jìn)行呈現(xiàn)，形成良好的管理互動(dòng)。同時(shí)通過云技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程工藝加工程序加載，遠(yuǎn)程設(shè)備程序升級(jí)和故障診斷等高效便捷的業(yè)務(wù)處理，從根本上改變了傳統(tǒng)的制造和運(yùn)維管理模式。

三、推廣模式

以銷售設(shè)備為載體做為主要模式，以軟件技術(shù)輸出為次要模式。同時(shí)也可以借助政府提供的平臺(tái)、行內(nèi)有影響力的公司合作達(dá)到推廣的目的。

提供兩種商業(yè)模式：①以銷售設(shè)備為載體附帶特色功能；②純軟件技術(shù)銷售。該費(fèi)用分兩種形式：一種：（軟件+實(shí)施費(fèi)用）整套購買+客戶云端布置，為一次性付費(fèi)；另一種：實(shí)施費(fèi)用+我公司云端總體布置，收取少量運(yùn)行費(fèi)用。

四、天元公司和設(shè)備簡(jiǎn)介

陜西天元智能再制造股份有限公司專注于增材制造、智能再制造及先進(jìn)表面工程技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，以快速響應(yīng)的本地化服務(wù)模式，為工業(yè)企業(yè)提供增材制造、零部件再制造、整機(jī)再制造及材料表面防腐耐磨等產(chǎn)品和解決方案，用綠色科技為客戶提供超值的設(shè)備全壽命周期管理服務(wù)。

天元智造-激光增材裝備事業(yè)部的增材裝備業(yè)務(wù)是總公司主營業(yè)務(wù)之一，由公司內(nèi)部激光熔覆行業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的工藝裝備制造團(tuán)隊(duì)組建成立，致力于為客戶提供激光熔覆增材設(shè)備，產(chǎn)品覆蓋金屬3D打印增材制造和金屬激光熔覆裝備以及激光熔覆相關(guān)的核心器件。

主要設(shè)備有高速絲材激光熔覆、高速粉末激光熔覆、機(jī)器人表面隨形打印、金屬3D打印設(shè)備，設(shè)備充分實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)管理、工藝技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)高度融合，以及工業(yè)信息互聯(lián)網(wǎng)的功能接口和附帶軟件平臺(tái)。

1、 高速絲材激光熔覆技術(shù)

已經(jīng)成熟批量化投入零件熔覆生產(chǎn)中，在行業(yè)中處于領(lǐng)先地位，主要應(yīng)用于對(duì)材料和設(shè)備成本敏感，以及要求低熱輸入的細(xì)長桿、薄壁、易變形工件。

?  其稀釋率可穩(wěn)定控制在2%以內(nèi)，達(dá)到同樣的表面性能，材料成本節(jié)約一半左右。

?   材料利用率可達(dá)100%，較環(huán)保。

?   生產(chǎn)效率高，可達(dá)0.5㎡/h。

?   投入2KW的激光器可達(dá)到6KW激光器的效率。

高速粉末激光熔覆技術(shù)

已經(jīng)該技術(shù)設(shè)備打破了常規(guī)熔覆的許多應(yīng)用限制，應(yīng)用領(lǐng)域廣，可替代存在環(huán)保問題的電鍍技術(shù)。

?  加工對(duì)象是金屬零部件的表面防腐耐磨涂層；可熔覆耐磨和防腐材料0.2-0.5mm的厚度。

?  高速熔覆的送粉必須實(shí)現(xiàn)均勻性、一致性；即使在超大送粉量的條件下，送粉也很穩(wěn)定性。

?   熔覆層平整，可直接磨拋加工，不需車削工序；熔覆后，表面光潔度高。

?   對(duì)工件的熱輸入小，工件熱變形??；可用于加工薄壁件、小型件。

3、 機(jī)器人表面隨形打印

主要用于復(fù)雜零件的表面隨形熔覆，也可用于普通激光熔覆。

?   適合大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的增材修復(fù)；具有非常高的自由度，行走尺寸理論上無限制。

?  免去人工編程難度和軟件人員成本；自動(dòng)編程軟件根據(jù)生成的三維圖，自動(dòng)生成復(fù)雜增材路徑。

4、 金屬3D打印設(shè)備

分為同軸送粉金屬3D打印和增減材一體3D打印。適合小零件、批量化打印成型及打印修復(fù)，且具有雙金屬打印功能，同時(shí)可適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的直接成型和打印修復(fù)。

?打印材料范圍廣，成本低；  打印材料成本低至數(shù)十元每千克。

? 多金屬打印功能，制造梯度合金材料； 具備同時(shí)多達(dá)5種金屬粉末打印成型。

?  適合復(fù)雜零件的打印和修復(fù)；解決了內(nèi)腔或鏤空結(jié)構(gòu)等工件成型后難以加工問題。