为了解决大型高精金属零部件腐蚀和磨损问题，延长生产设备的使用寿命，近期，苏州大学光电科学与工程学院、机电工程学院硕士博士科研团队经过创新探索，联合研发出了“高精密全角度金属再制造激光熔覆系统”。该系统由软硬件相结合，从物理原理层面、工艺水平层面等实现了技术的突破，使得大型高精零件修复成为可能。目前该团队已与多个企业开展了深入合作，有效节约了企业的经济成本。该团队在系统的关键技术部分获得授权专利1篇，受理专利6篇，受理软件著作权2项。

据介绍，大型高精零件修复问题普遍受到加工修复设备精度、角度和自动化水平三方面的限制。传统修复手段如人工喷涂虽然灵活，但精度过低，传统激光熔覆加工角度受限，导致不够灵活无法完整修复，而目前市面上的整体修复技术则呈现出自动化层次低、修复不够智能化、人工时间资本投入高等缺点。针对这些短板问题，该科研团队不断攻坚克难，先是在设备硬件结构层次完成创新，研制出了环形光斑光内送分熔覆喷头，改变了光粉耦合原理，并在此基础上自研出软件核心控制工艺技术，最终实现了高精密、无死角、全自动加工修复。

“研究中我们发现选择光内送粉机械结构设计，不仅改变了激光光场的能量分布，使得光场原本不均匀高斯光场分布转化为环形均匀能量场分布，而且大大提高了设备出粉的集束性，粉末利用率提升超10%，为我们全角度加工提供可能，再结合视觉AI控制系统，拓扑统计工艺技术原理，实现完整修复加工。”科研团队负责人孙业旺说，该系统解决了修复技术在精度角度技术上的瓶颈，实现全程自动化操作，大幅度降低了人工成本。

据悉，该团队已经和沙钢集团等企业展开深入合作，并在2021年整年达成合作，试用报告显示该系统对大型高精零件提供修复服务是切实可行的，在轧辊零件、模具零件、内壁类零件均能实现应用。具体如汽轮机转子、轧辊、高速转轴、汽车模具等修复均有优异表现，直接修复后表面粗糙度Ra≤1，满足市场技术需求，切实为沙钢集团节约经济成本超500万元。与此同时，后期软硬件技术还将不断升级，推出更具针对性的解决方案。

“该技术目前已实现了在沙钢集团、麦格纳模具等诸多国际500强企业中的技术应用。且随着技术的后期积累突破，有机会完全解决大型高精零件修复难的社会问题，不仅能为重工业企业节省大量成本，还能为社会节约资源。”团队成员、苏州大学光电科学与工程学院检测技术专业硕士生卞潇谦说，期望团队的技术能够助力中国智造业发展。（苏报融媒记者 李静）