激光熔覆新技术与工业互联网的应用

激光熔覆新技术与工业互联网的应用

一、背景

激光熔覆技术是理想的零件表面加工技术，其具有冶金结合、热输入低、稀释率低、热影响区小、熔覆成本低、材料广泛等特点，目前已广泛应用于众多行业设备的防腐耐磨、耐高温、耐疲劳等表面处理。随着激光熔覆技术的发展，激光熔覆生产设备越来越多替代了传统的焊接熔覆手段，对生产也越来越重要。

虽然工业信息化互联网技术已经比较成熟，但是其应用于激光熔覆产品还比较少，尤其对于原有工厂的工业互联网难度还比较大，主要有以下原因：

1、原工厂设备采购的设备未含工业互联网接口，改造难度大。

2、一套工业互联网软件成本高。

3、实施费用大，周期长。

熔覆设备的生产云管理技术可打破疫情和地域限制，为企业提供远程生产管理和技术支持服务。适用于疫情期间、非疫情期间的设备和生产相关人员不能及时到达生产现场，解决设备生产问题。

该技术可以助力企业复工复产。在监控手机APP或网页终端，生产管理人员可以实时掌握生产情况，工艺工程师可以在线查看修改加工参数和加工程序，设备工程师可以实现远程设备故障诊断，设备程序升级。

二、解决方案

陕西天元智能再制造股份有限公司，针对以上问题，结合实际生产开发出了工业互联网软件系统和拥有该属性的激光熔覆设备。运用设备及生产云管理技术服务可以实现自己生产设备和客户设备生产过程的管理模式变革，生产要素数字化，技术服务低延时，实现人与生产的快速安全对接。

系统特点：布置快速、成本低，特制MES平台，符合生产信息化需求。

系统主要内容：设备端对现场工艺和生产信息进行智能化处理，并整理成各种要素的数据，通过互联网及云技术，将数据传输到云服务器，通过云端综合管理端进行存贮及服务响应处理，进而形成满足适合用户监测控制需求的众多数据服务，用户可通过WEB、手机APP,PC客户端等终端方式进行访问，系统并给管理者及使用者以不同维度的图表等可视化手段进行呈现，形成良好的管理互动。同时通过云技术可以实现远程工艺加工程序加载，远程设备程序升级和故障诊断等高效便捷的业务处理，从根本上改变了传统的制造和运维管理模式。

三、推广模式

以销售设备为载体做为主要模式，以软件技术输出为次要模式。同时也可以借助政府提供的平台、行内有影响力的公司合作达到推广的目的。

提供两种商业模式：①以销售设备为载体附带特色功能；②纯软件技术销售。该费用分两种形式：一种：（软件+实施费用）整套购买+客户云端布置，为一次性付费；另一种：实施费用+我公司云端总体布置，收取少量运行费用。

四、天元公司和设备简介

陕西天元智能再制造股份有限公司专注于增材制造、智能再制造及先进表面工程技术的研发与应用，以快速响应的本地化服务模式，为工业企业提供增材制造、零部件再制造、整机再制造及材料表面防腐耐磨等产品和解决方案，用绿色科技为客户提供超值的设备全寿命周期管理服务。

天元智造-激光增材装备事业部的增材装备业务是总公司主营业务之一，由公司内部激光熔覆行业经验丰富的工艺装备制造团队组建成立，致力于为客户提供激光熔覆增材设备，产品覆盖金属3D打印增材制造和金属激光熔覆装备以及激光熔覆相关的核心器件。

主要设备有高速丝材激光熔覆、高速粉末激光熔覆、机器人表面随形打印、金属3D打印设备，设备充分实现了生产管理、工艺技术与自动化技术高度融合，以及工业信息互联网的功能接口和附带软件平台。

1、高速丝材激光熔覆技术

已经成熟批量化投入零件熔覆生产中，在行业中处于领先地位，主要应用于对材料和设备成本敏感，以及要求低热输入的细长杆、薄壁、易变形工件。

▶其稀释率可稳定控制在2%以内，达到同样的表面性能，材料成本节约一半左右。

▶材料利用率可达100%，较环保。

▶生产效率高，可达0.5㎡/h。

▶投入2KW的激光器可达到6KW激光器的效率。

高速粉末激光熔覆技术

已经该技术设备打破了常规熔覆的许多应用限制，应用领域广，可替代存在环保问题的电镀技术。

▶加工对象是金属零部件的表面防腐耐磨涂层；可熔覆耐磨和防腐材料0.2-0.5mm的厚度。

▶高速熔覆的送粉必须实现均匀性、一致性；即使在超大送粉量的条件下，送粉也很稳定性。

▶熔覆层平整，可直接磨抛加工，不需车削工序；熔覆后，表面光洁度高。

▶对工件的热输入小，工件热变形小；可用于加工薄壁件、小型件。

3、机器人表面随形打印

主要用于复杂零件的表面随形熔覆，也可用于普通激光熔覆。

▶适合大型复杂结构零件的增材修复；具有非常高的自由度，行走尺寸理论上无限制。

▶免去人工编程难度和软件人员成本；自动编程软件根据生成的三维图，自动生成复杂增材路径。

4、金属3D打印设备

分为同轴送粉金属3D打印和增减材一体3D打印。适合小零件、批量化打印成型及打印修复，且具有双金属打印功能，同时可适合复杂结构零件的直接成型和打印修复。

▶打印材料范围广，成本低；打印材料成本低至数十元每千克。

▶多金属打印功能，制造梯度合金材料；具备同时多达5种金属粉末打印成型。

▶适合复杂零件的打印和修复；解决了内腔或镂空结构等工件成型后难以加工问题。