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2020年4月21日，由德国联邦教育和研究部（bmbf）资助的一个联合研究项目，将开发出一种新型的高效模块化混合制造系统。据悉，这个项目被命名为prolmd，项目成员由8个合作伙伴组成，于四年前启动，最初的目标是生产新的混合制造工艺，将传统方法与激光材料沉积（lmd）增材制造工艺相结合。

合作伙伴之一，弗劳恩霍夫激光技术研究所的科学家jan bremer解释说。"我们的目的是基于联合臂式机器人，为lmd工艺开发出经济、稳健的系统技术，并将其集成到混合制造的工艺链中。我们正在沿着基于机器人的混合式快速成型制造的工艺链前进，并研究为此所需的各种技术。内容涵盖了从加工头、机器人和保护气体系统到焊接工艺、质量保证和软件等各个方面。"

激光材料沉积加工头，照片来自fraunhofer ilt（弗劳恩霍夫激光技术研究所）

混合式增材制造生产

在过去四年中，一些项目合作伙伴已经开始在其现有的工艺链中整合快速成型制造技术。mtu航空发动机公司一直在使用lmd为传统制造的发动机部件添加功能元件；空客公司通过3d肋片加固其部分部件；梅赛德斯-奔驰公司在其车身生产线上的冲压工具中加入了lmd工具头。这些合作伙伴的行动都符合项目的愿景，即利用3d打印技术对传统制造的部件进行局部加固或改造。

bremer补充说："这些例子说明了我们对混合制造的理解。我们将不同制造工艺的优势灵活地组合在一起，形成一个连续的工艺链。"

genx发动机的涡轮中心架是项目合作伙伴mtu aero engines，通过激光材料沉积技术进行混合式快速成型制造的示范部件，图片来自mtu aero engines公司。

prolmd项目

据悉，该项目已经开发了单个模块化混合型制造单元，该制造单元是一个带有lmd工具头的多轴kuka机械臂，设计成可以轻松集成到现有的工艺链中。为了实现最大的应用灵活性，合作伙伴正在努力促进粉末和线材作为增材制造的材料。据bremer介绍，该项目的重点是可以加工更大、更复杂的部件，重量可达1.2吨，直径可达2米。

合作伙伴在项目中都有明确的职责。例如，kuka担任项目经理，负责机器人的单元集成，laserline则负责设计和开发激光束源和光学器件。

fraunhofer ilt的机器人设备激光沉积线材，照片由fraunhofer ilt提供。

该项目合作伙伴还在混合制造单元之外，进行一个较小的次要项目——一个更紧凑的机器人单元，用于混合增材制造生产。与大型系统相比，第二台机器人将更具成本效益，并且是为满足中小企业的需求而设计的。3.1米长的机械臂已经缩减到只有2米，90公斤的负载能力也降到了60公斤。更小的机器人也将只专注于粉末材料的lmd，失去了使用线材的工作能力。

混合式生产吸取了传统制造和快速成型制造的优点，可以获得更有效的结果。去年，知名机床制造商dmg mori公司推出了lasertec 1253d混合式快速成型制造系统。这套五轴激光沉积焊接（ldw）系统是为大型工业零件的维护、维修和生产而设计的。最近，总部位于墨尔本的数控磨床制造商anca公司也开发出了自己的混合3d打印系统，用于制造定制加工刀具。