专访山东雷石：新推气氛环境箱送粉式五轴3D打印设备、增减材一体机

2022年亚洲3D打印、增材制造展览会于2022年11月3-5日在深圳国际会展中心（宝安）7号馆复展。南极熊在本次展会上对山东雷石创始人侯帅博士进行了采访，希望借此机会了解山东雷石在DED技术方面取得的最新成果，这项技术的应用领域以及未来的发展趋势。

△南极熊专访山东雷石创始人侯帅博士（右）

△南极熊逛展视频：山东雷石展位

据南极熊了解，山东雷石主要的技术路线是定向能量沉积（DED），现场我们看到山东雷石带来了基于定向能量沉积的两个系列产品：气氛环境箱送粉式五轴3D打印设备和五轴联动增减一体化设备。

气氛环境箱送粉式五轴3D打印设备具备以下几个特点：大型构件，快速成型，五轴联动；配备惰性气体密封环境箱和循环洗气功能，内部氧、水含量可达50ppm以下；可选配2-6个送粉器，具备不停机续粉、实时混粉及多功能梯度材料送粉；成型过程中，可实现对整个熔池、温度场的动态监控，根据反馈去控制激光器的能量和速度，确保稳定的打印成型。   

当前，市面上大多数的金属3D打印企业在研究SLM技术，而雷石则将重点放在了五轴、增减材、激光熔覆、移动修复机器人等技术上。侯帅表示：“SLM和DED属于两个不同的赛道，应用场景多有不同。对比SLM技术在小批量、定制化应用场景上的应用优势，我们更突出金属增材制造技术在规模化工业生产上的应用场景，DED技术在成型效率上和成型区域灵活性上有着典型优势，我们再把五轴技术、减材技术跟DED复合起来，一定程度上解决单纯DED精度和成型复杂度上的限制。DED能够以一种更自然的方式跟传统的制造方式结合起来，在成本、质量和效率方面满足规模化生产的需要，在工业领域的应用前景广阔，在实现经济价值和社会价值上意义重大。”

那么，目前送粉的设备与铺粉的设备相比，优势在哪些地方，应用的领域有哪些差别？侯帅表示：“送粉相比铺粉而言优势体现在三个方面：一是成型效率高，可以很容易达到300立方厘米每小时以上，适合大型构件成型。二是灵活性高，可以自由跟现有制造技术结合，在工业领域应用价值大。三是送粉材料体系，可以混合多种粉末，不管是从新材料开发，还是多材料结构的一体化成型，都具备明显的优势。”

在材料方面，山东雷石的DED技术可用于活泼金属如钛合金、高温合金等的一体化打印制造与再制造 。

△山东雷石现场展示的展件均为送粉打印，送粉的技术成型效率高，打印一个钛合金的毛坯件不到2小时，精度近乎达到铺粉式的水平。

基于DED技术，目前雷石对外服务最大客户群体来自哪些领域。侯帅表示：“目前山东雷石已面向多层次制造企业，成功开发了适用于多个领域的工艺方案和装备，形成了不同的装备系列和工艺体系。应用领域一方面主要集中在军工领域，包括支架框梁类一体化成型及修复再制造。另一方面集中在工业领域，像能源行业、包括石油、重工领域、工程机械等，主要通过局部增材的方式，在不增加成本的情况下，显著提升产品性能。以熔覆再制造为例，市场需求很明确，已经具备批量化和规模化的应用潜力。一般工业类的客户，一次性采购多台设备，应用于批量化工业生产。内外一体超高速激光熔覆设备，在石油行业，用于油管内外壁增强，有很明确的需求。另外，针对研究所和高校，进行一些以功能性设备为主的开发。”

对于增减材设备，有的人提出质疑，说3D打印完之后应该先进行热处理再进行减材，如果打印的同时进行减材然后再热处理，尺寸精度会有变化。侯帅表示：“增减材本质上是一种多场域、多工序复合制造技术，主要就是通过结合不同处理方式的特点解决单纯增材制造的效率、稳定性、精度等问题。增减材本身有自己的应用场景，像是叶片类修复/熔覆，内流道结构件成型这类对重复定位有比较高要求的场景，如果要解决热影响问题，可以在此基础上进一步引入锻压等工序，在整个过程中，通过实时监控，保证成型的稳定性。在此基础上，我们又率先迈出了一步，正在承担的重大专项课题，就是“增减锻”一体化装备”。

目前增减材一体化的设备，市场还在孕育开发阶段，侯帅表示：“我们希望逐步去实现增材制造这个技术规模化、工业化的应用，这是我们在产业层面对自己的一个定位。以DED技术为支点，以我们的设备为载体，在不同的应用环境中，不同的工业需求中去真正解决批量化生产的需求。”