金属3D打印火箭燃烧室和喷嘴，ADDere激光电弧熔丝技术

南极熊导读：使用激光+电弧混合熔丝增材制造这个思路，可实现最大达40米的超大型金属3D打印效果。

2020年5月，ADDere公司宣布，它已经3D打印了一个火箭燃烧室和喷嘴，并无缝合并成一个全尺寸火箭推力室组件。

ADDere激光线材3D打印制造系统制造的大尺寸组件，可替代多种不同生产工艺的部件组装，从而实现了比以前更先进的形状。大尺寸集成部件的能力有助于减少零件数量，并且更加牢固。

这个不锈钢零件高42英寸，直径24英寸。ADDere报告称，其冶金质量接近钢坯级。火箭喷嘴的组装从开始到完成需要20个小时。3D打印后，喷嘴被加工成成品形状，推力室主体上有3毫米的侧壁，燃烧室部分的壁较厚。

Midwest Engineered Systems的ADDere 金属3D打印机由多个版本组成，从较小规模的便携式系统（如ADDere SYSTEM I）到后来专注于零件生产制造的升级版本。所有配置的金属3D打印系统都是基于激光线3D打印制造技术，采用熔融沉积金属的方式工作。

虽然这个过程听起来很简单，但ADDere机器的性能都在于其专用的硬件和软件，注入了一流的性能。这种性能不仅体现在尺寸足够大上，还体现在坚固、可重复的冶金性能上。ADDere系统所能达到的性能，使其成为航空航天、国防等高端制造行业的理想选择，这些行业需要可靠的普通金属和稀有金属的大尺寸打印。

ADDere激光线材增材制造系统能够用不锈钢或Inconel等多种常见或特殊金属基材料制造零件。可选氩气环境，扩展能力，可以用钛金属制造零件。 4千瓦的激光器与500安培的热丝焊接组件相结合，为大规模的材料沉积提供了充足的能源。

实时传感器系统是尺寸性能金属打印质量的关键。通过闭环传感和控制，ADDere系统可以稳定制造出具有优异的冶金质量的零件。

据南极熊了解，整个系统设计是以车间空间效率为前提的。所有激光线材金属3D打印系统的组件都建立在一个可移动的框架上，这样就可以很容易搬迁。100KVA的较低功率要求，也有助于系统在不同的地点轻松部署。



ADDere激光混合焊接系统采用了激光和焊丝电弧焊接系统的独特组合，以及激光焊丝加成制造系统的闭环反馈工艺。与增材制造工艺类似，ADDere系统使用激光将焊缝键孔熔化到金属中，同时使用传统焊丝加热焊丝填充焊缝。该工艺是船舶制造、压力容器、装甲电镀和其他需要使用厚金属板的领域，重型焊接应用的理想选择。

激光混合焊接系统的优点在于利用激光的能力，使焊缝的深度比单纯的电弧焊要深得多，同时加入填充材料来加强焊缝，并考虑到焊缝宽度的差异。这样就可以有效地进行单次焊接，而传统的电弧焊通常需要多次焊接。使用激光混合焊接，可以实现单次焊接25mm的键孔深度。如果再加上两面焊接的能力，可以有效地将深度提高一倍，从而实现更厚的应用。

ADDere激光混合系统的热影响区比其他工艺更小，好处是减少了焊接材料的热吸收。这是由于系统在生产焊缝时使用了强大而精确的激光热源。精细控制和局部加热减少了焊接区域外的材料变形；并减少了对焊后热处理的需求，以纠正使用焊丝电弧焊或其他工艺产生的弯曲或翘曲。

此外，利用ADDere闭环反馈系统来监督激光焊丝焊接过程的各个环节，有助于确保自动化焊接的成功。专有的反馈系统实时监控各种焊接参数--包括记录关键孔深度，评估焊缝尺寸，并根据需要对系统进行调整，以保证最高的焊接质量。

ADDere混合式激光焊丝焊接工艺具有极高的可扩展性。结合适当的机器人自动化技术，系统可以支持长达40米的金属3D打印。机器人集成也有助于确保高度的焊接重复性--由于激光加热本身所提供的精细晶粒控制，这已经是非常出色的。