埃馬克eldec依靠先進(jìn)的制造工藝，如增材3D打印制造在感應(yīng)加熱感應(yīng)器生產(chǎn)領(lǐng)域開辟了新天地。

就這種工藝所帶來的優(yōu)勢和所帶來的新機(jī)遇，我們與埃馬克 eldec 負(fù)責(zé)該領(lǐng)域研發(fā)工作的增材制造研發(fā)工程師 Kadir Yilmazli 進(jìn)行了探討。

Q、Yilmazli 先生，您是埃馬克eldec的增材3D打印制造研發(fā)工程師，您的職責(zé)具體是什么？

A、概括地說，我負(fù)責(zé)在公司中引入該工藝，使感應(yīng)器的研發(fā)符合增材制造工藝。過去，人們不僅要根據(jù)被加熱部件來設(shè)計(jì)感應(yīng)器，而且還要考慮到制造工藝的局限性。今天，我們不再受到這些限制，并且可以更自由地設(shè)計(jì)，從而擁有全新的可能性。而我負(fù)責(zé)探索這些可能性。為此，我使用數(shù)值計(jì)算方法來進(jìn)行感應(yīng)器的最佳設(shè)計(jì)。此外，我還對實(shí)際的增材制造工藝進(jìn)行優(yōu)化。

Q、為什么埃馬克 eldec 選擇自行制造？設(shè)計(jì)之后外包給服務(wù)供應(yīng)商制造線圈不是更簡單也更便宜嗎？

A、對于我們這家多爾恩斯特滕(Dornstetten)的企業(yè)而言，重要的是不僅要了解整個(gè)工藝鏈，而且還要掌握它。這與我們的企業(yè)歷史肯定也分不開。畢竟一切都是從感應(yīng)器制造開始的。如今，埃馬克eldec已成為加熱電源技術(shù)、感應(yīng)淬火機(jī)和相應(yīng)感應(yīng)器的主要制造商。我們制造機(jī)床和工具，為此必須精通整條工藝鏈上的所有環(huán)節(jié)。因?yàn)橹挥羞@樣我們才能成為最優(yōu)秀的制造商。但是，即使3D打印不考慮這樣的理念，研究增材制造技術(shù)本身也具有巨大的學(xué)習(xí)潛力以及價(jià)值創(chuàng)造潛力。只有徹底地了解一項(xiàng)技術(shù)，才能充分利用它， 所以我們在制造過程中獲得的經(jīng)驗(yàn)也可以直接用于設(shè)計(jì)之中。另外，自行生產(chǎn)還可以縮短響應(yīng)時(shí)間，尤其是可以優(yōu)化生產(chǎn)成本。

Q、您使用哪種增材3D打印制造技術(shù)？為什么選擇這一技術(shù)？

A、使用增材3D打印制造工藝制造感應(yīng)器實(shí)際上有兩種常見工藝。電子束熔化，簡稱EBM，而選擇性激光熔化，簡稱 SLM。由于細(xì)節(jié)要求、工藝穩(wěn)定性和方法穩(wěn)健性較高，我們重點(diǎn)關(guān)注SLM工藝。這也是SLM工藝在感應(yīng)器制造中越來越受歡迎的原因。目前該工藝使用銅合金。雖然銅合金的電導(dǎo)率比純銅略低，但強(qiáng)度卻高得多。根據(jù)目前的經(jīng)驗(yàn)，使用 SLM 制造的感應(yīng)器具有更長的使用壽命。現(xiàn)在，純銅加工也是市場上的一個(gè)重要趨勢。雖然使用純銅可以獲得最大的電導(dǎo)率，但機(jī)械性能卻較差。另外，純銅需要使用綠色激光，這在目前仍然非常昂貴。這個(gè)領(lǐng)域未來將發(fā)生的變化非常令人期待。我們始終關(guān)注著這些發(fā)展，以使我們的感應(yīng)器能夠通過增材制造達(dá)到最高的質(zhì)量。

Q、您能為我們描述一下這樣的制造工藝具體是怎樣進(jìn)行的嗎？

A、基本上，一切都從感應(yīng)器的設(shè)計(jì)開始，首先根據(jù)各個(gè)部件所需的加熱結(jié)果設(shè)計(jì)感應(yīng)器。然后我們通過數(shù)值化流量計(jì)算來獲得完美的冷卻液流量，實(shí)現(xiàn)線圈冷卻的優(yōu)化。在這里，我們充分利用這項(xiàng)工藝所提供的設(shè)計(jì)自由。這在很大程度上幫助我們顯著提高增材3D打印制造的感應(yīng)器的使用壽命。設(shè)計(jì)部分完成后，我們將繼續(xù)調(diào)整以配合制造技術(shù)的特點(diǎn)。例如，在這一部分會確定部件在機(jī)床安裝空間內(nèi)的正確定位，以及使用 SLM 技術(shù)生產(chǎn)線圈所必需的支撐結(jié)構(gòu)。然后開始實(shí)際的制造過程，視制作尺寸而定，通常需要8-16個(gè)小時(shí)。工件制造完成后，移除支撐結(jié)構(gòu)，并對線圈進(jìn)行熱處理。這一步不僅能夠改進(jìn)表面質(zhì)量，而且可使材料的電導(dǎo)率最大化。然后，必須將線圈焊接到感應(yīng)器的支座。感應(yīng)器在出廠之前會通過3D測量臂進(jìn)行質(zhì)檢，以確保尺寸精度。質(zhì)檢合格后，產(chǎn)品將隨附相關(guān)的測量報(bào)告和專門的包裝箱一起交付給客戶。這樣，即使在運(yùn)輸過程中，我們也可以保證尺寸精度。

Q、這聽起來是一種非常先進(jìn)的方法，這是否意味著將來所有的感應(yīng)器都會只用這種方法制造？

A、哦，不，增材3D打印制造工藝可以使我們能夠靈活制造出大部分感應(yīng)器，既經(jīng)濟(jì)且可重復(fù)性高。但是，當(dāng)制造特別大的感應(yīng)器時(shí)仍然是手工制造更具成本效益，例如在焊接短路環(huán)等應(yīng)用中。增材制造并不是要成為我們唯一的技術(shù)替代品，而是要擴(kuò)展我們的制造工藝可能性。其主要目的是探索感應(yīng)加熱的極限，特別是關(guān)于特別復(fù)雜或特別小的這種特殊的感應(yīng)器幾何形狀的感應(yīng)加熱極限。我們希望通過新的制造技術(shù)能夠進(jìn)軍這樣的極限領(lǐng)域。