Большинство процессов аддитивного производства также можно рассматривать как многослойное изготовление, и в последние годы лазерная наплавка и дуговая сварка получили значительное внимание, особенно для исследований гибридных процессов.
Плавкий осажденный материал
В целом, существует два метода осаждения материала:
- Осаждение материала и последующее расплавление
- Прямое осаждение расплавленного материала
В этом типе гибридных аддитивных процессов порошки предварительно размещаются на поверхности заготовок в ожидании расплавления и склеивания. Для изготовления детали применяются два различных процесса добавок
- Как основной источник тепла,
- Как дополнительная тепловая энергия , которая улучшает коррозионную стойкость, износостойкость и прочность на растяжение заготовки.
Данный процесс возможно разделить на несколько методологий:
Для повышения температуры используется лазерный луч в качестве основного источника сварки, а электрод дуговой сварки располагался за точкой лазерного излучения лазерный луч используется в качестве вспомогательного инструмента, а не в качестве плазменной дуги.
Кроме того, существуют еще два гибридных процесса лазерно-дуговой сварки с аналогичными конфигурациями и функциями:
- Гибридный CO2 лазер
- Гибридный Nd YAG лазер
Осаждение расплавленного материала
Этот тип гибридных аддитивных процессов представляет собой синергетический процесс, позволяющий получить деталь из нескольких материалов путем нанесения связующей порошковой смеси (т.е. одной экструзионной головки) или путем нанесения различных материалов (т.е. нескольких экструзионных головок).
Мультиматериальное осаждение
Ученые изучили этот процесс, позволив осадить до четырех различных материалов за один этап осаждения с произвольной геометрией.
Метод производства произвольной формы, использует два отдельных инструмента осаждения для изготовления трехмерных функциональных узлов со встроенной проводкой, источниками питания и исполнительными механизмами.
Гибридные процессы производства добавок и субтрактивного производства
Как правило, методы гибридного аддитивного и субтрактивного производства используют аддитивный процесс для получения почти чистой материала, который затем подвергается последующей обработке методом вычитания с требуемой точностью до конечной формы.
Лазерная наплавка и механическая обработка
Проведен ряд исследований по модернизации традиционных фрезерных станков установкой лазерной наплавки с целью использования гибкости ее операций, и повышения качества обработки поверхности, обеспечиваемой фрезерованием, а также дальнейшего сокращения времени наладки.
В данный момент производятся пресс-формы для впрыска металла и сплавов путем проведения операций лазерной наплавки и фрезерования последовательно.
Ученые объединили пяти-осевую установку лазерной наплавки с пяти-осевым фрезерным станком, где любой элемент осаждения может быть установлен в горизонтальном направлении путем вращения рабочей станции.
Таким образом, необходимость в вспомогательном материале во время выпадения устраняется, что еще больше сокращает время обработки. Был использован пятиосевой станок с ЧПУ, выполняющий сверление, фрезерование и шлифование деталей с лазерной оболочкой.
Результатом стало то, что эта технология обладает потенциалом для производства компонентов газовых турбин благодаря высокой твердости и точности.
Кроме того, были предприняты определенные усилия по оптимизации процессов, а также произведены топологический и размерный анализ, предложившие подходящие характеристики, которые могут быть получены путем лазерной наплавки и высокоскоростного фрезерования.
Дуговая сварка и механическая обработка
Принцип такого гибридного процесса аналогичен лазерной наплавке и механической обработке, но заменяет лазерную наплавку дуговой сваркой.