3D打印之激光立体成型：高性能低成本修复煤矿机械链轮环

 激光立体成型技术结合了快速原型技术和激光熔覆技术，是以实现高性能复杂结构金属零件无模具、快速和全致密近净成型为目的的先进制造技术。采用的是激光立体成型技术，它属于3D打印技术的一种。与传统的加工方法相比，激光立体成型技术不再需要刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状，且其强度和塑性可达到锻件水平，为解决设备维修部件的高性能直接成型和快速修复问题提供了一条技术捷径。

根据部件3D模型数据，应用激光立体成型技术能让材料逐点、逐线、逐层堆积，快速而准确地制造出部件，这是一种“增材”制造方法。

这种“增材”制造方法，经过半年试用，针对利用3D打印技术修复的链轮环崩齿、磨损过快等问题，技术人员合理调整了修复工艺及打印粉末配比，在修复区域形状和部件缺损形状吻合度上进行了细化。

据悉，链轮环长期与链条相互配合，在巨大冲击力作用下，链轮环齿面极易磨损、断裂，一般采用传统氩弧焊补焊工艺对其进行修复，但需使用耐磨焊条对链轮环进行补焊、上数控铣床铣出配套链条齿、对齿面进行淬火处理等。

利用3D打印技术修复煤机部件的前提是建立庞大的部件原型数据库，这依托于一系列软硬件，需要对新采购的部件在入库前利用三坐标测量仪进行详细测量，测量数据的精度直接关系到后期修复部件的尺寸精度。而修复后的部件需在井下工作环境下进行试用，并根据试用情况对修复工艺及粉末进行调整。

“在修复过程中，激光束方向、能量可控性好，这对精确确定修复区域、最大限度减少链轮环变形大有好处。待修复区域与链轮环本体处为致密冶金结合，不易导致复体脱落、剥离。修复区域形状和部件缺损形状接近，表面质量高，不需后期加工，一次成形，而且整个过程由计算机控制，可靠性、重复性强，更美观。”负责修复的张宏庆说，“修复后的链轮环实际使用寿命基本能够达到新件水平，成本更低。”

据小编了解，利用3D打印技术修复的74件链轮环，如果全部采购新链轮环需要1200万元，但利用3D打印技术修复链轮环只需要670万元，节约530万元。