当前,日本制造业正经历一场深刻的表面处理变革,增材制造(AM)技术正迅速成为传统电镀工艺的替代方案。这一趋势的背景在于,受日益严格的环境法规限制以及熟练技工短缺的双重影响,日本电镀行业的企业数量持续减少,而工业领域对硬铬电镀的需求却因其在耐磨性方面的卓越表现而不断攀升。面对这一供需矛盾,山崎马扎克公司正积极投入资源,开发基于激光技术的增材制造替代涂层解决方案。
硬铬电镀长期以来被广泛应用于对耐磨性要求极高的场景。山崎马扎克在替代材料的测试中取得了令人瞩目的成果:虽然增材制造替代材料的维氏硬度略低于传统硬铬电镀(800以上),但其实际磨损量仅为传统镀层的十分之一。这意味着在关键耐磨性能上,新技术不仅达标,甚至在某些工况下表现更优。
这一技术在实际应用中的典型案例是机床主轴上使用的刀库夹爪(ドローバー)。该部件在运行中与碟簧内周面持续摩擦,传统工艺依赖硬铬电镀。经过200万次的耐久性测试,采用增材制造涂层替代的部件不仅完全达到了公司内部标准,更证明了其作为成熟替代方案的可行性。
在半导体制造和锂离子电池电极生产领域,工业辊筒是核心部件,通常需要在铝或铜基体上涂布浆料,传统上需进行铬电镀处理。山崎马扎克将增材制造涂层技术应用于此类工业辊筒后,不仅有效减少了特定工业废弃物的产生,更将生产交付周期从传统的12天大幅缩短至1天,极大提升了供应链响应速度。
针对工业辊筒等大型工件加工难度大、装夹繁琐的问题,山崎马扎克提供了专门的大型增材制造复合加工机床。该设备具备1.5至4.9毫米可变的激光光斑直径,能够根据工艺需求灵活调整:在需要厚层堆积时使用粗光束,在追求高速大面积处理时切换为细光束。此外,通过实时监测熔池温度并反馈调节激光参数,确保了加工过程的稳定性与一致性。
在另一项关于辊筒切割刀(ロールダイカッタ)的应用案例中,该技术成功实现了维氏硬度800至900以上的断面硬度,且能够应对高达20毫米的堆叠高度。尽管此类材料硬度极高且易脆裂,但通过工艺优化,成功克服了技术瓶颈,实现了高性能与高尺寸精度的统一。