鑫精合
鑫精合激光科技发展（北京）有限公司（以下简称“鑫精合”）以增材制造、特种连接、金属钣金成型、复合材料加工、复杂机械加工、精密装配等先进制造工艺为依托，面向航天、航空、航海、核电等高端制造领域，从事产品设计与优化、原材料制备、结构分总体制造与修复、增材制造设备生产、软件定制开发、技术咨询与服务的国家级高新技术企业；是中国领先的金属增/减材制造技术全套解决方案提供商。2017年底经过公司资源整合，正式成立精合集团，集团总部位于北京，在天津、重庆、沈阳、西安、潍坊、上海设有分子公司。
精合集团掌握国际领先的增材制造技术（3D打印技术），其中激光选区熔化（SLM）、激光沉积制造(LDM)等工艺技术具备国际领先水平。经过数十年工艺探索及技术能力储备，已为国内多家军工单位提供配套产品。公司现拥有50台自主研发的系列化金属选区熔化设备，11台超大型号自主研发的金属沉积制造设备，拥有核心技术专利100余项。通过了国军标质量管理体系、武器装备科研生产单位保密资格、武器装备科研生产许可、装备承制单位资格等军工认证，2017年被评为中关村金种子企业，同期荣获国家高新技术企业荣誉称号，2018年初成为工信部增材制造研究院战略合作伙伴，是中国增材制造产业联盟理事单位，中国3D打印医疗器械专业委员会理事单位，2018年教育部首批产学合作、协同育人项目获批企业等。
现有在职人员600余人，其中技术研发团队157人，主要来自于清华、北大、北航、西工大、北理工、北科大、华中科大、北京化工大学等国家重点高校，以及部分海外人才，团队成员70%以上拥有10年以上的结构产品研制经验。依托自身先进制造技术的优势，承接了大量高端制造领域的国家重点型号结构产品的研制生产任务，产品已应用于30多型飞机、火箭、导弹、卫星、飞船、空间站、船舶、核电等装备，打破了多项国外技术垄断，填补了国内空白。
从2004年公司成立以来，精合人十余年如一日，秉承精诚合作、展望未来的经营理念，着眼高端制造业，为顾客提供全方位的产品、设备、服务解决方案，为中国智能制造贡献力量。
荣誉资质 HONORARY CERTIFICATE
《2016年政府工作报告》明确提出鼓励企业开展个性化定制，鑫精合立足客户实际需求，为客户提供更好的定制设计方案，解决传统工艺瓶颈。根据零部件特定环境、结构等技术特点建立三维数模，利用增材制造技术，一体成型。通过定制化，能真正实现按需制造，减少企业资本负担，增加灵活性。
鑫精合提供专业定制化工业级金属3D打印应用方案，设计领域包含：医疗、汽车等。拥有国内一流自主知识产权的金属打印设备，为客户提供最优的设计方案，提高生产效率。也可根据客户定制产品的需求进一步拓扑优化，以满足客户要求，真正实现‘制造一切您所想’。
激光选区熔化定制化产品：
定制化产品三大特点
超复杂结构件一体化设计成形，省去大量装配与调整过程，大幅提升零件整体性能，解决传统复杂零件装配工艺带来的空间干涉以及焊接难题！
将拓扑优化与增材制造融合，突破现有设计极限，实现多功能化，提升结构性能，充分利用增材制造技术释放极大的创新设计空间！
运用中空夹层、薄壁加筋、镂空点阵等技术，将基本结构、外形结构及超轻结构相结合，在保证零件力学性能的同时，达到轻量化要求！
激光平台-大数据-云平台-品质保证-重构激光
TSC-S系列
①TSC-S2510
该设备集成数控丶精密机械丶激光光电丶电气等高端科技为一体，设计制造及应用过程比较复杂，主要应用于航空航天丶军工丶高端材料制造等领域。
一、三轴数控机床
整体结构采用龙门框架移动式动梁结构，X轴采用双边双电机驱动，齿轮齿条传动，直线导轨导向，带动X溜板和立柱沿床身纵向移动。Y轴采用滚珠丝杠副传动，带动Y轴溜板和激光熔敷头沿Y轴移动；W轴采用单电机双边驱动，滚珠丝杠副传动，通过W轴溜板带动横梁沿立柱上下移动。由于机床本身并无太多负重，所以各主要大型部件均采用焊接结构。
二、惰性气氛加工室
惰性气体加工室设侧开全自动移动压紧门、大过渡舱、抽气口、惰性气体进气口、放气口、气体循环系统进出口、烟尘净化系统进出口，观察窗、真空手套、水路电路气路过桥孔、监控系统数据传输过桥孔、光纤过桥口、照明系统等，整个箱体体积约4500mm×4200mm×4500mm。
三、气体循环净化除尘系统
气体循环净化除尘系统包括气体循环净化、除尘及再生等系统，清除密封加工室内的氧和水，以及加工时产生的烟尘，实现密封工作箱内惰性气体循环，保护激光加工过程中材料不被氧化，再生系统活化净化柱，使其再次利用。整个自动循环系统在工作箱体的背面，采用集成控制；气体循环采用高速变频风机，与净化柱、加工室速形成闭环，保证工作间内氧和水含量稳定在设置的范围之内。惰性气体净化系统去除加工室内的氧、水、粉尘、烟雾等；配备氧分仪、水分析仪。
四、激光器
选用德国IPG公司10000W光纤激光器，它与传统的YAG激光器及半导体激光器相比，在获得高功率及高效率的同时，可获得更高的光束质量，比C0.激光器及YAG激光器等光束质量提高一个数量级，有利于获得小的聚焦光斑，更适合于精密加工以及有色金属的成型，可大大改善加工质量，且采用光纤作为光路传输系统，易于实现有色金属激光熔覆的惰性气体保护。
五、水冷系统
本系统配置的水冷机为双温双控型，一路用于激光器冷却，另一路用于光纤传输冷却。
六、激光熔敷头、送粉头及自动送粉系统
激光熔覆头配置德国Precitec公司生产的YC52激光焊接光学系统，整体采用模块化设计，具体包括准直模块、反射式CD模块、聚焦镜模块、保护镜模块、KAPPA相机。通过CCD相机可以实现同轴监测功能。具有以下特点：
高效率
可承受高激光功率，大于10kW
高重量的光学部件保证了熔覆的高品质
高灵活度
模块化结构
针对不同应用进行组合
与已有系统组装步骤简单
自由的准直及聚焦焦距组合
操作简单、安全
监控摄像使示教及熔覆结果更为简便直观
光学组件更换简便
可监控的防护窗盒
可通过计算机监控运行状况
送粉头为鑫精合针对同轴送粉设备激光器功率大，对成型速率要求较高而研发的六喷嘴成型送粉系统。具有送粉效率高，送粉速度快，表面成型质量好等特点。此送粉头具有独立的冷却系统，以减少相对应的其他冷却造成的影响，保证送粉头工作的稳定性和高品质的封印质量。
自动送粉器采用德国原装进口双缸送粉器。此送粉器采用西门子S7PLC控制，西门子TP177B操作面板，带有彩色触摸屏，使用氩气载粉气体时可控制的最大流量为21L/nin.粉盘采用伺服电机驱动，两个标准1.5L粉罐。持续送粉量为0.4-200g/min。
七、数控系统
西门子SINUMERIK828D系统以其独特的图形化用户界面，便捷的操作性能，用户几乎无需更多培训，即可快速地操作、调试，完成各种指令、编程任务。
西门子828D系统可选水平和垂直面板布局，可以满足不同安装形式和不同性能要求的机床需要；小巧的尺寸使它可以安装在最紧凑的机床上；集成高分辨率的10.4”TFT彩色显示器和全尺寸键盘使它的操作简便友好；模具冲压的镁合金面板精致耐用，灵敏的按键和简洁的接口设置保证系统稳定运行；它没有风扇、硬盘和电池，真正做到免维护。
八、控制及监测系统
整机控制系统
CNC控制系统采用西门子数字控制器；用于控制激光器、机床、送粉器、保护气（两路）、防护系统、冷水等等。紧凑、耐用并且免维护的数控系统操作面板，最大支持4轴同步插补，直线、圆弧和螺旋插补。带有高级语言指令的SINUMERIKG代码编程，适用于中大批量生产加工的编程。
监测系统
实时监控系统包各种仪表及设备状态监控；各部分设备配有对应独立的各种仪表及设备状态监控，如箱体的内部气压、水汽含量、氧含量、内部气体温度，激光器的水路流量、冷却水温度温度等。同时，设有综合报警系统，确保任何监控位置出现问题能够及时报警，严重错误可中断整个成形系统。
②TSC-S4510
鑫精合激光科技发展（北京有限公司）针对重大装备关键重要构件加工需求，自主研发国际成形尺寸最大的激光沉积制造设备TSC-S4510，填补激光沉积制造大型装备的空白。
一、功能特性
TSC-S系列配备多项智能操作系统：
1、熔池在线检测系统
2、远红外成像系统
3、凝固速度温度梯度控制系统
4、成型过程同轴除尘净化系统
5、人体过渡仓装置
6、高频震动干扰结晶凝固系统
7、同步去应力系统
8、电弧送丝激光送粉自由切换系统等
更能可控、直观、简易、安全地操作，惰性气体的保护，稳定的激光束流可长期稳定工作，适用于大型零部件的连续、系列制造。
二、技术参数
为积极响应国家“中国制造2025”发展智能制造五大关键技术装备的决策与国家发改委办公厅关于印发《增材制造业核心竞争力三年行动计划（2018-2020年）》重点领域关键技术产业化实施方案的通知，鑫精合积极投入研发增材制造装备TSC-S4510。TSC-S4510采用了10000W光纤激光器，光斑直径2mm-14mm，配备TSC LDMer智能控制软件，分层厚度0.1mm-1.5mm，可打印尺寸为国际最大：4500mm*4500mm*2500mm，最大成型效率可达1500g/h，成型材料涉及钛合金、高强钢、高温合金、铝合金、不锈钢等。全数字操作系统及增材制造专用软件均自主研发，具有完全自主知识产权，并申请了多项核心专利。
鑫精合为SLM Solutions中国代理商,设备主要包括激光选区熔化设备SLM125系列、SLM280系列、SLM500系列等，鑫精合在研发、销售、技术支持等拥有雄厚的实力，多方位、全渠道为客户提供国外先进设备和技术支持。
1丶SLM125系列设备
一、功能特性
1、选择性激光熔化设备 SLM 125 可基于3D-CAD数据打印出高品质金属零件。该设备兼备紧凑性、经济性及高精度，主要适用于小批量加工，例如研发领域。
2、双向铺粉专利技术成就了其在同类型设备中最快的成型速度，而气体循环过滤技术不仅已获得专利，同时也呈现了安全操作的设计理念。惰性气流即使在调节最低消耗量时也能够达到最理想的工艺特性。
3、SLM 125 可选配用于读取CAD/STL数据或切片数据的全开放式软件，允许用户根据需求进行自定义加工参数，实现个性化加工。打印材料可选择不锈钢，工具钢，钴铬合金，镍基合金，铝合金，钛及其合金等。设备的紧凑结构和少量粉末传输部件可保证快速便捷换粉。另外，大量的选配及扩展功能使该系统能够适应各种客户的个性化需求。
4、筛粉设备PSM能够与 SLM 125 达到最佳配合使用效果。筛粉过程中，大颗粒粉末会被筛选出来并被分离至一个存储瓶内。达到颗粒范围内的可重复利用的粉末，将被传输至存储容器中并可直接再次使用。
二、技术参数
选择性激光熔化设备SLM 125的加工尺寸为125×125×125 mm³。设备结构紧凑，经济性极佳，适合应用于研发领域以及工业生产小尺寸零件。此外，SLM 125可选配成型尺寸50×50×50 mm³的加工小平台，可减少80%的粉末使用量。
2丶SLM280 2.0系列
一、功能特性
1、采用IPG生产制造水冷冷却方式的光纤激光器，额定功率700W（双并行激光），除此之外，SLM280 2.0还有多种激光器可选择：400W、700W、1000W可自由组合，并且具有光斑可调功能，1000W+400W和1000W+700W设备具有独特Hull-Core烧结工艺。
2、采用空冷方式的数字控制的电子检流器，在扫描振镜上安装动态聚焦镜，使光学系统转变为三维扫描系统。动态聚焦光路系统，可以让光斑在成形面积内保证光斑大小一致性，并可以改变光斑大小，标准光斑直径为80μm，同级别中最小，能量密度更高，可使用不同光斑直径激光对同层零件的不同区域进行烧结。
3、成形仓体积达到国际同级别设备最大：280×280×390mm， 达到3万立方厘米，同级别设备为：250×250×325到2万立方厘米 ，同比提升33%！
4、采用上送粉形式，可在设备加工过程中进行不停机加粉工作。采用双向铺粉技术，双向铺粉装置是缩短单独制造应用零件生产时间的关键部件，大大提高生产效率，经过试打印，打印钛合金速度是400W单激光的4倍！
5、LCS是专门针对SLM工艺开发的检测和文档系统，可以监控粉末床并监测铺粉的不均匀性，在铺粉质量不佳情况下，可自动铺粉或自动停止加工。
6、SLM280 2.0采用标准的2+1多级气体过滤解决方案，使用寿命提高两倍以上，降低成本的同时大幅缩减人工更换频率。
7、MCS保存所有打印过程数据，包括熔池监测，在设备工作时进行实时监测。
二、技术参数
3丶SLM500系列
一、功能特性
1、选择性激光熔化设备 SLM 500 标准配置里包含筛粉站PSX。作为全自动化的粉末筛分装备，专门设计用于大量金属粉末的筛分和供给，尤其适用于生产领域。
2、 筛粉站PSX内所有流程均在惰性气体环境中进行。筛分过程开始时借助传送轴将 SLM 500 铺粉溢出的多余金属粉末送往PSX进行振动筛分；随后，从回收粉末中筛选出所需粉末，达不到或超出规定粒径大小的颗粒将被阻隔并送往溢流瓶。相反，符合规定粒度的粉末被送入90L储存容器，并可直接再次使用。
3、通过使用筛粉站PSX可连续自动向选择性激光熔化设备 SLM 500 供给来自储存容器的筛选粉末。
二、技术参数
选择性激光熔化设备SLM 500 的加工尺寸为500 × 280 × 365 mm³并且提供拥有专利技术的多激光系统。在高性能设备SLM 500 中每层同时使用四台光纤激光器 （4×400W或4×700W），相比两台激光器配置（2×400W 或2×700W）制造速度提升最高可达90%。通用型选择激光熔化设备SLM 500凭借其超大的生产空间和四激光技术成为一款高性能设备。极为丰富的基础设备和广泛的配置选择实现了以应用为导向的设备配置。作为SLM 500 的核心部件，该设备采用了拥有专利技术的多激光系统。凭借双激光（2×400W或2×700W）及可选的四激光（4×400W或4×700W）光学配置，该设备专门设计用于生产领域。
该设备在SLM 500 设备和筛粉站（PSX）之间配备了全自动化粉末管理。连续筛分金属粉末，并供给加工过程，因此省去了耗时的手动向设备再填充。通过独立的拆分站（PRS）可以高效地执行如缸体清理和零部件拾取等作业。同时，在清理第一成型缸过程中便可以直接利用备用成型缸开始后续打印任务，缩短批量化打印时间。
使用软件 Magics RP 和模块 Support GeneratorSG+ 和切片软件 SLM Build Processor 执行加工文件的处理与生成。可下载和编辑专业领域使用的数据格式。
此外，可通过多种监控系统对设备加工过程进行实时监测，从而保证产品打印质量。
激光平台-大数据-云平台-品质保证-重构激光
增材制造技术可以对高价值零件进行修复，挽救因误加工或使用中损伤的零件，如发动机叶片、整体叶盘、框梁等。
以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经过激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层。显著改善了基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，实现修复和再制造。具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、粒度及含量变化大；最小变形及最浅的热影响区；自动化二维或三维金属沉积等工艺特点。
激光再制造工程是集高能激光技术，先进数控技术，计算机技术，CAD/CAM技术、机器人技术、先进材料技术和光电检测技术为一体，以产品全寿命周期设计和管理为指导，以优质、高效、节能、节材、环保为目标，以先进技术和产业化为手段，来修复或改造失效产品的一系列技术措施和工程活动，不仅能使失效的零件恢复到原有尺寸，而且性能达到或超过原基材水平。
修复对象
可满足工件的平面、曲面、三维立体等轨迹激光熔覆。能够完成法兰密封表面、叶片表面强化、轴类零件磨损、增压器转子轴承位等的修复。广泛应用于工业模具、矿石、冶金、军工、核电、船舶和轨道交通等领域，还可用于汽车桥架、燃气轮机叶片、工业模具修复、螺套修复等领域。
选择激光修复的7大理由：
1、冷却快
2、性能好
3、稀释率低
4、热影响区小
5、降成本
6、强度高
7、选区熔覆
结构优化设计 (optimum structural design)是在给定约束条件下，按某种目标(如重量最轻、成本最低、刚度最大等)求出最好的设计方案，曾称为结构最佳设计或结构最优设计，相对于“结构分析”而言，又称“结构综合”；如以结构的重量最小为目标，则称为最小重量设计。
结构的优化与设计可大致分为
1、连续体拓扑优化
2、连续体形状优化
拓扑优化的主要思想是将寻求结构的最优拓扑问题转行为在给定的设计区域内寻求材料的最优分布问题。如下图所示，自从相继引入材料微结构概念和均匀化方法以来，有关结构拓扑优化理论与方法的研究呈现出丰富多彩的发展局面，形成了一系列各具特色的解决方法：变密度法、水平集法、拓扑导数法、相场法、渐进结构法以及独立连续映射法等。随着这些拓扑优化手段的不断发展和进步，它们之间的差异也越来越小。因此，鑫精合将各自独立的拓扑优化方法联合起来，致力于提出一种最优的拓扑优化手段，体现了各类方法融合统一的趋势。
3D打印所使用的金属粉末一般要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低。目前，应用于3D打印的金属粉末材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金材料等，此外还有用于打印首饰用的金、银等贵金属粉末材料。3D 打印金属粉末作为金属零件3D 打印产业链最重要的一环，也是最大的价值所在。
在“2013年世界3D 打印技术产业大会”上，世界3D 打印行业的权威专家对3D打印金属粉末给予明确定义，即指尺寸小于1mm 的金属颗粒群。包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末。目前，3D 打印金属粉末材料包括钴铬合金、不锈钢、工业钢、青铜合金、钛合金和镍铝合金等。但是3D打印金属粉末除需具备良好的可塑性外，还必须满足粉末粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等要求。
鑫精合提供金属3D打印粉末原材料，涉及钛及钛合金粉末、铝合金粉末、高温合金粉末、不锈钢粉末、高强钢粉末、模具钢粉末、铜及铜合金粉末等，粉末应用广泛。
此航天器结构件是采用钛合金研发制造、包络尺寸为长短轴在550至700mm的十字连接椭圆形结构件。该航天器结构件尺寸大，包络体蒙皮壁厚较薄，厚度不足0.5mm，且内部为微单元结构，结构尺寸精度要求严格如果采用传统制造工艺制造，零件内部只能为实体结构，重量将高达1.5公斤，无法满足产品重量要求。为达到减重的目的，设计人员在零件设计优化过程中使用了基于点阵结构的创新设计技术，用微单元包络体结构代替原有的实体结构，这种结构的理论重量远低于实体结构的重量，最终这样一个大家伙的成形零件的质量仅为600余克，相比传统制造工艺减重60%左右。该钛合金零件体密度仅为1g/cm³，与水密度相当，减重效果极为明显，是尺寸获得重大突破的轻量化点阵航天器结构件。
此航天器结构件成形采用的金属3D打印技术为激光选区熔化成形技术。激光选区熔化成型技术成形的零件致密性好，能够成形高精度复杂异型金属零件。因其具有组织致密、综合性能优良的特点，在国内外已得到了普遍重视，并具有一定程度商业化应用。
由于传统制造工艺无法实现这种微单元包络体结构的制造，最终，通过采取金属3D打印技术成功研制出该航天器结构件。零件的质量仅为600余克，相比传统制造工艺减重60%左右。该钛合金零件体密度仅为1g/cm³，与水密度相当，减重效果极为明显，是尺寸获得重大突破的轻量化点阵航天器结构件。众所周知，航天器通常由众多复杂零部件构成，而这仅仅只是其中之一。如果能在更多的零部件尤其是大型结构件上实现晶格结构及金属3D打印，发射中的燃料成本将可以大大节约！这对于金属3D打印在航天航空领域的应用无疑具有里程碑式的重要意义。
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