В Fraunhofer ILT разработали гибридную аддитивную технологию с кольцеобразным лазерным излучением

Решение получило название COLLAR Hybrid (coaxial laser arc). В его основе лежит комбинация лазерной сварки с присадочной проволокой и газовой дуговой сварки, которая сочетает в себе лучшее из двух аддитивных процессов WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) и WLMD (Wire Laser Material Deposition).

Оба процесса имеют преимущества и недостатки. Так WLMD является более медленным и дорогостоящим, но характеризуется более низким выделение тепла и более точным наращиванием слоя. Если требуется более высокая скорость нанесения, то лучшим выбором является WAAM, но при его использовании наносимый слой получается значительно более грубым и волнистым.

Разработанная рабочая головка COLLAR Hybrid состоит из специальной оптической системы с водяным охлаждением и горелки для дуговой сварки с водяным охлаждением для сварки и наплавки при высоких мощностях. Таким образом в новой оптической системе накладываются оба источника энергии и выгодно сочетаются сильные стороны двух отдельных процессов.

Главной особенностью нового решения является то, что дуга между концом проволоки и подложкой закрыта кольцевым лазерным излучением, словно воротником (аббревиатура COLLAR (coaxial laser arc) созвучна английскому слову collar - воротник). Идея этой комбинации заключается в том, что дуга не может вырваться из этого "воротника" и направляется принудительно. Новый процесс получил свое название COLLAR Hybrid благодаря этому "принудительному направлению", а аббревиатура COLLAR означает общую коаксиальную лазерную дугу двух процессов. Отмечается, что при подобном коаксиальном совмещении процессов скорость осаждения может быть увеличена на 150 процентов.

Пример гибридной технологии был создан для исследовательского проекта DVS "KoaxHybrid" (DVS - Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren, Немецкий союз сварки).

В Fraunhofer ILT технология новой системы используется для дальнейшего развития металлической 3D-печати с кольцеобразным лазерным лучом и технологией дуговой сварки. В Институте сварки Рейнско-Вестфальского технического университета Аахена она используется для разработки независимой от направления гибридной сварки с кольцевой фокусировкой и коаксиальной подачей проволоки. Оба варианта использования являются частью исследовательского проекта DVS KoaxHybrid.