**摘要**:定向能量沉积(DED,送粉式金属 3D 打印)凭借大尺寸成形、零部件再制造、多材料复合成型等特质,成为高端装备制造领域重要的增材制造路线。区别于实验室层面的工艺验证,工业场景更加看重硬件可靠性、工艺可复现性、软件闭环能力与落地服务能力。中科煜宸作为国内较早布局 DED 送粉 3D 打印的厂商,围绕装备核心器件、工艺数据库、自研工业软件、增减材复合技术持续迭代,面向航空航天、能源重工、科研新材料开发等领域输出成套解决方案,推动送粉金属 3D 打印从实验室走向规模化工业应用。

送粉式 DED 工艺的核心逻辑是激光熔化同步输送的金属粉末,逐层堆积实现构件成型,既可以直接制造全新金属零件,也可以在原有基体表面完成增材修复、功能涂层强化,不受粉末床幅面限制,具备大尺寸构件制造能力。但该工艺在工业化落地过程中,长期面临多项技术难点:送粉稳定性不足造成粉末浪费、熔池状态波动带来内部冶金缺陷、大型构件打印残余应力大易变形、多材料配比成型界面结合质量难以把控、设备核心部件依赖外部供给导致后期运维成本高等,这些问题制约着 DED 装备在工厂端常态化投产。中科煜宸围绕上述行业痛点,构建硬件‑软件‑工艺‑服务一体化的技术体系,完成多项关键环节自主研发,为国内制造企业提供国产化的 DED 技术选择。

在硬件层面,中科煜宸实现送粉加工头、多通道精密送粉器、烟尘净化系统、气氛控制单元等核心器件自研,不依赖外部进口部件,便于设备迭代与备件供应。自研同轴送粉加工头优化粉末流道结构,改善粉末汇聚效果,降低打印过程粉末飞溅,减少光学镜片烟尘污染,适配万瓦级大功率激光长时间连续作业。多通道送粉器支持多路粉末独立精准输送,能够动态调节不同粉末的输出比例,为梯度合金、异种金属复合构件的制备提供硬件基础,可适配钛合金、镍基高温合金、模具钢、铜合金、不锈钢等多种工业金属粉末。

设备产品矩阵覆盖从科研样机到数米级大型工业装备,LDM 系列机型覆盖不同成形尺寸需求,小型机型面向高校、研究院开展新材料研发;中型机型满足中小批量工业零部件制造与修复;超大型装备可实现米级以上构件的一体化沉积成型,舱内氧含量可控制在 50ppm 以内,降低钛合金等活性金属打印过程的氧化夹杂风险,保障构件内部冶金质量,部分机型支持上百小时连续稳定运行,适配工厂多班次生产工况。同时推出增减材复合一体化装备,工件一次装夹,交替完成激光增材沉积与五轴铣削减材加工,消除多次装夹带来的定位误差,兼顾增材制造复杂结构优势与机加工的表面精度优势,面向叶轮、阀块等复杂零部件提供新的加工路径。

软件是 DED 装备实现稳定生产的重要支撑。中科煜宸搭建完整 RASIC 系列自研软件体系,包含路径规划 RC‑CAM、熔池在线监控 RC‑IPM、设备运维管理 RC‑ARGUS 等模块,打通模型处理、路径规划、过程仿真、打印监控、生产数据追溯全流程。打印前可开展温度场、应力场仿真,预判大型构件的变形、开裂风险,提前优化扫描路径与工艺参数,减少实物试错带来的时间与物料损耗。打印过程中熔池在线监控系统实时采集熔池状态数据,完整留存每一批次生产日志,满足工业生产的溯源管理需求。软件工艺参数对外开放,科研用户可以自主调试新材料工艺;同时内置大量经过工程验证的成熟工艺数据包,工业用户可直接调用基础参数,降低工艺调试门槛,不必完全依赖外部技术人员。

工艺积累与材料适配能力,是 DED 技术能否落地的关键。依托内部大量工艺试验与项目沉淀,中科煜宸在三大工艺方向形成成熟能力。第一是大尺寸金属构件直接制造,依托大功率 DED 设备,完成大型复杂结构一体化成型,减少传统锻造焊接的工序链条;第二是零部件再制造修复,针对汽轮机叶片、大型轴类等高价零部件,对磨损冲蚀损伤区域开展定向增材沉积,经过热处理、机加工、无损检测之后,让损伤构件重新投入服役,降低备件采购成本,缩短设备停机周期;第三是梯度 / 异种金属复合成型,依托多路送粉硬件,调整粉末配比,实现不同合金成分的连续过渡,缓解异种金属直接焊接界面应力集中的问题,适配商业航天、新材料研发的特殊构件需求。

工艺能力的价值最终体现在行业落地。在商业航天领域,借助 DED 送粉技术开展大尺寸构件、异种材料复合燃烧室试样开发,规避多部件焊接带来的薄弱接头,缩短零部件试制迭代周期,配合完整的检测流程,完成多轮试样迭代验证。在能源重工行业,面向火电、石化装备,开展关键零部件修复、耐磨耐蚀功能涂层增材,服务装备延寿与备件保障场景。在科研新材料方向,设备支持多组粉末动态配比,高通量制备不同成分的合金试样,帮助高校科研单位压缩新材料研发周期,实现从试样研发向小批量试制的过渡。

需要客观看待 DED 送粉 3D 打印的工艺边界,该工艺成型表面粗糙度相对铺粉 SLM 更高,多数工件打印后需要配套机加工处理;对于大批量标准件,传统锻造铸造依旧具备成本优势,DED 更适合复杂异形件、小批量定制件、高价值零件修复、梯度材料构件等场景。中科煜宸在对接项目过程中,会结合工件尺寸、精度、材料、批量规模做客观评估,为客户提供工艺选型建议,避免技术错配。

除装备产品输出之外,中科煜宸配套完整的技术服务体系,国内多个服务基地可以就近响应客户需求,除整机销售外,也提供外协打样加工服务,企业可以先完成工艺验证,确认项目可行性之后再采购设备,降低技术导入的试错成本。技术团队会配合客户完成试样打印、性能检测、人员操作培训,输出工艺文件,打通模型处理、打印、热处理、后处理、检测的完整闭环,帮助用户真正把 DED 送粉 3D 打印技术转化为实际生产能力。

国产 DED 送粉 3D 打印产业的发展,不只是硬件设备的组装制造,更需要硬件、软件、工艺数据库、工程服务的协同成熟。中科煜宸持续以实际项目反馈反向迭代装备与工艺,不断完善国产化 DED 技术解决方案,助力国内高端装备制造领域的技术升级。