基于超聲波增材制造（UAM），Fabrisonic推出超高功率Soniclayer X̅縫焊機

導讀：超聲波增材制造技術是一種采用大功率超聲能量，以金屬箔材作為原材料，利用金屬層與層之間振動摩擦產生的熱量，促進界面間金屬原子相互擴散并形成界面固態(tài)物理冶金結合，從而實現金屬帶材逐層疊加的增材制造成形技術。

近年來，這項技術在國外發(fā)展迅猛，工程人員同時還將固結增材過程與數控銑削等減材工藝相結合，實現了超聲波成形與制造一體化的超聲波增材制造技術。

△超聲波增材制造技術

2021年9月13日，南極熊獲悉，固態(tài)金屬3D打印專家Fabrisonic公司推出了SonicLayer X̅縫焊機，它聲稱其功率是市場上現有型號的兩倍。

縫焊機通常用于將金屬箔或金屬片連接在一起，用于連續(xù)管和接縫、太陽能電池板、電池陽極和陰極以及連接器等應用。據報道，Fabrisonic新的專利產品10,000W SonicLayer X̅具有更快的移動速度，更厚的材料，更高的下壓力，并提供比其他現有型號更多的材料選擇。

Fabrisonic公司首席執(zhí)行官Mark Norfolk說："將超聲波焊接提高到10,000瓦的功率，擴大了金屬縫焊機的可能范圍。這包括速度的提高，材料寬度/厚度的增加，以及一系列新的金屬合金，包括不銹鋼、鉻鎳鐵合金，甚至是難熔金屬。"

△SonicLayer X̅四縫焊接在鋁箔袋小上形成一個密封。照片來自Fabrisonic

Fabrisonic的UAM技術

Fabrisonic專有的超聲波增材制造（UAM）技術是一種混合金屬3D打印工藝，利用超聲波振動將各層金屬箔焊接成3D形狀。然后，所產生的模型可以進行數控加工，以提供更復雜的特征。

由于UAM能夠在低溫下運行，它適合于集成電子器件的3D打印，而且還能實現高速3D打印。Fabrisonic在2017年申請了UAM專利，兩年后發(fā)布了基于UAM原理的SonicLayer 1200機器。

自2011年成立以來，該公司與美國國家航空航天局（NASA）建立了多種合作關系，曾與光學傳感器專家Lunar Innovations合作，將傳感器直接3D打印到NASA的燃料管道上，并著手開展SBIR項目，將不同的非晶合金合并為耐腐蝕的多金屬包層。

2018年，Fabrisonic和NASA的噴氣推進實驗室開始探索如何利用UAM來生產3D打印熱交換器。今年早些時候，合作伙伴宣布他們利用Fabrisonic的SonicLayer 1200為衛(wèi)星開發(fā)了價值更高的3D打印熱交換器，并在6月決定繼續(xù)合作，為NASA的航天器生產UAM 3D打印熱交換器。

最近，Fabrisonic為其UAM技術背后的質量管理體系（QMS）獲得了ISO 9001:2015認證。這項認證不僅適用于質量管理體系，也適用于該公司的UAM相關產品、設備和研發(fā)服務。

△SonicLayer X̅縫焊機可以在多種金屬中生產電池片，包括連接異種金屬、小型件。圖片來自Fabrisonic

SonicLayer X̅

在晶體市場研究公司2月份的報告中，預測縫合超聲波金屬焊機市場內將有重大發(fā)展巨大的增長。Fabrisonic公司的SonicLayer X̅縫焊機是基于多項專利和跨越十年的UAM經驗的技術。

據Fabrisonic稱，SonicLayer X̅配備的功率幾乎是市場上競爭產品的兩倍。該縫焊機具有縱向超聲波，可產生完全粘合的固態(tài)焊縫，并可用于任何需要將金屬箔或板材連接在一起的應用。

△SonicLayer X̅縫焊在生產銅箔到銅母線的過程。照片由Fabrisonic提供

SonicLayer X̅的功率為10,000瓦，每分鐘可焊接250英寸，寬度可達一英寸。該縫焊機能夠處理鋁、銅、不銹鋼、鎳合金和金屬基復合材料，可施加高達10,000N的下壓力。SonicLayer X̅的設計也更加高效，能夠在一次加工中連接更多的層。

SonicLayer X̅已經成功地制造了各種電氣級箔，用于互連、電池和柔性分流器。它還被用于焊接異種金屬組合，如銅/銀、銅/鋁和鋁/鐵。

除了實現電氣系統(tǒng)的高速生產外，SonicLayer X̅還可用于金屬箔包裝、金屬板焊接、覆層和選擇性加固。