以往來(lái)看，混合半成品可以幫助節(jié)省材料和生產(chǎn)成本，但如果組件中需要替代的這些部分是由高價(jià)材料制成的，這些材料在以后的使用中就需要滿足很高的要求，比如必須特別耐磨。

　　為了滿足這些要求，德國(guó)漢諾威SFB 1153“定制成形”合作研究中心正在開發(fā)一種新的工藝鏈，用于生產(chǎn)適應(yīng)載荷的混合固體部件，其中半成品首先會(huì)連接在一起，然后整體成形。在這一過(guò)程中，德國(guó)漢諾威激光中心(LZH)進(jìn)行了兩種基于激光的工藝研究。

　　工藝一：超聲波輔助激光束焊接

　　LZH的金屬連接和切割小組表示，他們能夠使用超聲波輔助激光束焊接工藝生產(chǎn)出無(wú)裂紋可成形的半成品。這是上述兩種新激光工藝中的第一種，具體子項(xiàng)目為A03“超聲輔助激光焊接生成可成形混合化合物”。

　　科學(xué)家們焊接了各種混合化合物(如鋼-鋼或鋼-鎳)制成的軸，并開發(fā)了相應(yīng)的工藝。在這一開發(fā)過(guò)程中，他們探討的重點(diǎn)是如何避免裂紋，以及焊接過(guò)程中的哪些參數(shù)會(huì)影響質(zhì)量特征，如焊深或焊縫加固。

　　在合作研究中心的第三個(gè)資助期，該小組希望通過(guò)調(diào)制激光功率來(lái)確保更高的工藝穩(wěn)定性，并開發(fā)工藝控制，以在生產(chǎn)半成品時(shí)實(shí)現(xiàn)可重復(fù)、可靠的質(zhì)量。此外，部件中的機(jī)械應(yīng)力將通過(guò)超聲波后處理來(lái)降低。

　　工藝二：激光沉積焊接

　　ZH的機(jī)器和控制小組則在研究具有本地負(fù)載適應(yīng)特性的新型組件，這關(guān)聯(lián)了第二種激光工藝——具體子項(xiàng)目為A04“使用堆焊技術(shù)生產(chǎn)漸變混合部件的成形部件材料性能的空間適應(yīng)性”。

　　為此，科學(xué)家們使用激光熱絲沉積焊接，將一種成本高、強(qiáng)度高的材料作為涂層，專門用于組件在運(yùn)行過(guò)程中承受高負(fù)載的區(qū)域。這種工藝典型的應(yīng)用是齒輪的齒側(cè)，采用者可以得到高質(zhì)量的硬涂層，并且涂層的性能受到材料選擇的具體影響。

　　下一步，該小組希望開發(fā)用于沉積焊接質(zhì)量保證的過(guò)程監(jiān)控。為此，需要使用特殊的傳感器技術(shù)測(cè)量焊接過(guò)程中產(chǎn)生的二次輻射，并使用機(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行分析，從而能夠?qū)ν繉有阅苓M(jìn)行預(yù)測(cè)。這些操作的目的是在工藝過(guò)程中對(duì)涂層進(jìn)行無(wú)損質(zhì)量控制。

　　德國(guó)漢諾威激光中心(LZH)的工作是SFB 1153“通過(guò)定制成型生產(chǎn)混合高性能部件的工藝鏈”合作研究中心的一部分。此外，來(lái)自漢諾威萊布尼茨大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院9個(gè)研究所、漢諾威綜合生產(chǎn)研究所的研究人員也在與他們合作開發(fā)用于生產(chǎn)混合部件的新工藝鏈。