基于超声波增材制造（UAM），Fabrisonic推出超高功率Soniclayer X̅缝焊机

导读：超声波增材制造技术是一种采用大功率超声能量，以金属箔材作为原材料，利用金属层与层之间振动摩擦产生的热量，促进界面间金属原子相互扩散并形成界面固态物理冶金结合，从而实现金属带材逐层叠加的增材制造成形技术。

近年来，这项技术在国外发展迅猛，工程人员同时还将固结增材过程与数控铣削等减材工艺相结合，实现了超声波成形与制造一体化的超声波增材制造技术。

△超声波增材制造技术

2021年9月13日，南极熊获悉，固态金属3D打印专家Fabrisonic公司推出了SonicLayer X̅缝焊机，它声称其功率是市场上现有型号的两倍。

缝焊机通常用于将金属箔或金属片连接在一起，用于连续管和接缝、太阳能电池板、电池阳极和阴极以及连接器等应用。据报道，Fabrisonic新的专利产品10,000W SonicLayer X̅具有更快的移动速度，更厚的材料，更高的下压力，并提供比其他现有型号更多的材料选择。

Fabrisonic公司首席执行官Mark Norfolk说："将超声波焊接提高到10,000瓦的功率，扩大了金属缝焊机的可能范围。这包括速度的提高，材料宽度/厚度的增加，以及一系列新的金属合金，包括不锈钢、铬镍铁合金，甚至是难熔金属。"

△SonicLayer X̅四缝焊接在铝箔袋小上形成一个密封。照片来自Fabrisonic

Fabrisonic的UAM技术

Fabrisonic专有的超声波增材制造（UAM）技术是一种混合金属3D打印工艺，利用超声波振动将各层金属箔焊接成3D形状。然后，所产生的模型可以进行数控加工，以提供更复杂的特征。

由于UAM能够在低温下运行，它适合于集成电子器件的3D打印，而且还能实现高速3D打印。Fabrisonic在2017年申请了UAM专利，两年后发布了基于UAM原理的SonicLayer 1200机器。

自2011年成立以来，该公司与美国国家航空航天局（NASA）建立了多种合作关系，曾与光学传感器专家Lunar Innovations合作，将传感器直接3D打印到NASA的燃料管道上，并着手开展SBIR项目，将不同的非晶合金合并为耐腐蚀的多金属包层。

2018年，Fabrisonic和NASA的喷气推进实验室开始探索如何利用UAM来生产3D打印热交换器。今年早些时候，合作伙伴宣布他们利用Fabrisonic的SonicLayer 1200为卫星开发了价值更高的3D打印热交换器，并在6月决定继续合作，为NASA的航天器生产UAM 3D打印热交换器。

最近，Fabrisonic为其UAM技术背后的质量管理体系（QMS）获得了ISO 9001:2015认证。这项认证不仅适用于质量管理体系，也适用于该公司的UAM相关产品、设备和研发服务。

△SonicLayer X̅缝焊机可以在多种金属中生产电池片，包括连接异种金属、小型件。图片来自Fabrisonic

SonicLayer X̅

在晶体市场研究公司2月份的报告中，预测缝合超声波金属焊机市场内将有重大发展巨大的增长。Fabrisonic公司的SonicLayer X̅缝焊机是基于多项专利和跨越十年的UAM经验的技术。

据Fabrisonic称，SonicLayer X̅配备的功率几乎是市场上竞争产品的两倍。该缝焊机具有纵向超声波，可产生完全粘合的固态焊缝，并可用于任何需要将金属箔或板材连接在一起的应用。

△SonicLayer X̅缝焊在生产铜箔到铜母线的过程。照片由Fabrisonic提供

SonicLayer X̅的功率为10,000瓦，每分钟可焊接250英寸，宽度可达一英寸。该缝焊机能够处理铝、铜、不锈钢、镍合金和金属基复合材料，可施加高达10,000N的下压力。SonicLayer X̅的设计也更加高效，能够在一次加工中连接更多的层。

SonicLayer X̅已经成功地制造了各种电气级箔，用于互连、电池和柔性分流器。它还被用于焊接异种金属组合，如铜/银、铜/铝和铝/铁。

除了实现电气系统的高速生产外，SonicLayer X̅还可用于金属箔包装、金属板焊接、覆层和选择性加固。