增材制造打印感应器——采访 Kadir Yilmazli

埃马克eldec依靠最先进的制造工艺，如增材3D打印制造在感应加热感应器生产领域开辟了新天地。

就这种工艺所带来的优势和所带来的新机遇，我们与埃马克 eldec 负责该领域研发工作的增材制造研发工程师 Kadir Yilmazli 进行了探讨。

Q

Yilmazli 先生，您是埃马克eldec的增材3D打印制造研发工程师，您的职责具体是什么？

A

概括地说，我负责在公司中引入该工艺，使感应器的研发符合增材制造工艺。过去，人们不仅要根据被加热部件来设计感应器，而且还要考虑到制造工艺的局限性。今天，我们不再受到这些限制，并且可以更自由地设计，从而拥有全新的可能性。而我负责探索这些可能性。为此，我使用数值计算方法来进行感应器的最佳设计。此外，我还对实际的增材制造工艺进行优化。

 

▷ Kadir Yilmazli，EMAG eldec 增材制造研发工程师

Q

为什么埃马克 eldec 选择自行制造？设计之后外包给服务供应商制造线圈不是更简单也更便宜吗？

A

对于我们这家多尔恩斯特滕（Dornstetten）的企业而言，重要的是不仅要了解整个工艺链，而且还要掌握它。这与我们的企业历史肯定也分不开。毕竟一切都是从感应器制造开始的。如今，埃马克eldec已成为加热电源技术、感应淬火机和相应感应器的主要制造商。我们制造机床和工具，为此必须精通整条工艺链上的所有环节。因为只有这样我们才能成为最优秀的制造商。但是，即使3D打印不考虑这样的理念，研究增材制造技术本身也具有巨大的学习潜力以及价值创造潜力。只有彻底地了解一项技术，才能充分利用它， 所以我们在制造过程中获得的经验也可以直接用于设计之中。另外，自行生产还可以缩短响应时间，尤其是可以优化生产成本。

 

▷ 埃马克eldec MIND-L 1000淬火机床

Q

您使用哪种增材3D打印制造技术？为什么选择这一技术？

A

使用增材3D打印制造工艺制造感应器实际上有两种常见工艺。电子束熔化，简称EBM，而选择性激光熔化，简称 SLM。由于细节要求、工艺稳定性和方法稳健性较高，我们重点关注SLM工艺。这也是SLM工艺在感应器制造中越来越受欢迎的原因。目前该工艺使用铜合金。虽然铜合金的电导率比纯铜略低，但强度却高得多。根据目前的经验，使用 SLM 制造的感应器具有更长的使用寿命。现在，纯铜加工也是市场上的一个重要趋势。虽然使用纯铜可以获得最大的电导率，但机械性能却较差。另外，纯铜需要使用绿色激光，这在目前仍然非常昂贵。这个领域未来将发生的变化非常令人期待。我们始终关注着这些发展，以使我们的感应器能够通过增材制造达到最高的质量。

 

▷ 埃马克 eldec 感应器

Q

您能为我们描述一下这样的制造工艺具体是怎样进行的吗？

A

基本上，一切都从感应器的设计开始，首先根据各个部件所需的加热结果设计感应器。然后我们通过数值化流量计算来获得完美的冷却液流量，实现线圈冷却的优化。在这里，我们充分利用这项工艺所提供的设计自由。这在很大程度上帮助我们显著提高增材3D打印制造的感应器的使用寿命。设计部分完成后，我们将继续调整以配合制造技术的特点。例如，在这一部分会确定部件在机床安装空间内的正确定位，以及使用 SLM 技术生产线圈所必需的支撑结构。然后开始实际的制造过程，视制作尺寸而定，通常需要8-16个小时。工件制造完成后，移除支撑结构，并对线圈进行热处理。这一步不仅能够改进表面质量，而且可使材料的电导率最大化。然后，必须将线圈焊接到感应器的支座。感应器在出厂之前会通过3D测量臂进行质检，以确保尺寸精度。质检合格后，产品将随附相关的测量报告和专门的包装箱一起交付给客户。这样，即使在运输过程中，我们也可以保证尺寸精度。

 

▷ 埃马克 eldec 3D 打印线圈

Q

这听起来是一种非常先进的方法，这是否意味着将来所有的感应器都会只用这种方法制造？

A

哦，不，增材3D打印制造工艺可以使我们能够灵活制造出大部分感应器，既经济且可重复性高。但是，当制造特别大的感应器时仍然是手工制造更具成本效益，例如在焊接短路环等应用中。增材制造并不是要成为我们唯一的技术替代品，而是要扩展我们的制造工艺可能性。其主要目的是探索感应加热的极限，特别是关于特别复杂或特别小的这种特殊的感应器几何形状的感应加热极限。我们希望通过新的制造技术能够进军这样的极限领域。

 

▷ 埃马克 eldec 感应器3D打印系统