新的基于线的3D打印方法，专门用于轴的制造

从研究者生产技术的Fraunhofer研究所（IPT）已经开发出一种新的添加制造过程专门用于生产旋转电发射器如驱动轴。

该方法被称为Express Wire Coil Lading（EW2C），旨在作为一种通用的车削工艺，在材料和成本上更具替代性，因为该工艺本质上是减法的。

Fraunhofer IPT的定向能源制造部门负责人Robin Day解释说：“我们的想法是要改变轴的产量，而不仅仅是在外观上。我们希望开发一种功能强大的工艺，使复杂的轴的生产更具成本效益和资源效率。”

EW2C采用可移动的外壳，可使用保护气体以获得较高的工艺质量。图片来自Fraunhofer IPT。

Express Wire线圈熔覆

EW2C是一种基于激光的3D打印工艺，以金属丝为原料。尽管可以与WAAM之类的流程进行比较，但存在一些主要差异，使EW2C与其他任何流程都脱颖而出。新的IPT工艺不是在需要时连续送入焊丝，而是将焊丝（添加的材料）以螺旋状的螺旋形缠绕在现有的轴（基板）上。然后，高功率激光器将焊丝直接焊接到缠绕的轴上，形成包层，然后对其进行机加工以达到高质量。

由于金属丝最初是在张力下缠绕的，因此根本不会打滑，据报道与Fraunhofer先前开发的激光材料沉积（LMD）工艺相比，该工艺的稳定性提高了10倍。此外，IPT小组发现该工艺能够进行厚层沉积，并成功地一次涂覆了0.5 – 2mm的导线厚度。

最重要的是，新方法还能够匹配转弯的循环时间。在一次测试运行中，团队在不到一分钟的时间内将Inconel 718的25mm高，1.2mm厚的螺旋焊接到了钢轴上。以这种方式，还可以应用金属的不同组合，从而可以智能地功能化零件的表面并可以制造几何形状。

EW2C过程的三个步骤：定位，熔覆和精加工（从右到左）。图片来自Fraunhofer IPT。

EW2C的下一步

IPT的研究人员已经为他们的新方法申请了专利，并且目前正在优化其稳定性的过程中，同时找到使用各种设备实现自动化的方法。该团队计划通过不断变化的螺旋长度和先进的有线材料将越来越复杂的体积元素应用到轴上。最后，还将测试该工艺对实心轴和薄壁空心轴（管）的适用性。

Day补充说：“为了进一步提高处理速度，我们正在尝试扩大焦点的几何形状，从而同时照射和熔化多个螺旋线圈。借助EW2C之类的概念，有可能在已经发展了几十年而不是革命性的行业中引发更大的创新。增材制造释放出巨大的潜力，尤其是在金属领域。我们才刚刚开始新的突破。”

在一个类似的项目中，弗劳恩霍夫陶瓷技术与系统研究所（IKTS）的团队先前开发了一种多材料喷射（MMJ）系统，该系统能够将多种材料组合成单个3D打印零件。该机器基于喷墨技术，利用高性能的陶瓷和金属来生产具有新颖特性的零件。

在德累斯顿的其他地方，弗劳恩霍夫制造技术与先进材料研究院（IFAM）最近启动了新的增材制造设施。由工业设备供应商Xerion Berlin Laboratories开发的Fusion工厂旨在用作金属和陶瓷零件FFF印刷的微型生产线。