增材制造與切削加工合二為一

寂靜天花板

材制造擁有優越的滿足設計要求的幾何成形優勢，日益成為跨越復雜性的可行之路。然而，由于技術發展似乎較慢，精度低且成本高，增材制造一直難以進入市場，特別是難以進入金屬加工領域。
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! `) h' j  C1 e1 S( y" r$ h8 v而現在，用粉末噴嘴的激光堆焊技術與切削加工技術結合在一起為增材制造市場開創了全新前景。作為該技術的先驅及引領潮流企業，DMG MORI 已開創性地推出兩款復合機床——LASERTEC 65 3D和LASERTEC 4300 3D。
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不同于其它供應商，DMG MORI在增材制造領域所采用的技術是在模具或發動機行業修復中獲得成功的激光粉末堆焊技術。該工藝是用激光將金屬粉融化到基體材料上，而不是其它增材制造采用的激光方法——用粉料逐層制造成形。

6 I$ C! q& ~7 @# F( `' C增材+ 減材 天衣無縫的加工搭配
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作為DMG MORI的子公司，SAUER LASERTEC公司的銷售經理Friedemann Lell介紹說：“我們也是逐層堆焊，但只在實際所需位置供粉，”這樣就大大降低了粉料消耗。同時，材料成形速度能提升約10倍，且能輕松集成到現有機床中。“這讓我們能一次裝夾完成增材制造與切削加工，讓客戶能同時最佳地利用兩種技術的優點。”
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Friedemann Lell所說的最佳地利用兩種技術優點是指，增材制造自身仍存在速度、精度及表面質量不足的問題。而成熟的5軸切削技術恰恰能彌補這些不足。他繼續說：“增材制造和切削加工技術相結合為我們提供了幾何形狀的自由度，同時切削加工能確保工件高精度及高質量。”事實上，不需要再用其它機床進行后續加工，就能節省大量時間。
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  q! Q4 u0 Q+ y. w- r實際應用中，兩種技術的結合能加工更為復雜的工件。Friedemann Lell 以渦輪機和發動機中自由曲面部件及注塑模的內冷道為例說：“如果用順序加工方式，完成增材制造后，在車削、銑削或磨削加工時，許多輪廓部位都無法達到精度要求。”最終分析結果顯示，每個工件可以先堆焊至一定高度，然后切削加工特定部位。“對于大型部件生產，這個方法尤其經濟有效。”因此，這種特有的復合加工技術幾乎適用于所有自由曲面工件，而且能達到最高精度及優異的表面質量。
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增材制造新秀將陸續登場
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DMG MORI提供復合加工機床已有相當長的歷史，LASERTEC 65 3D的基本結構類似于高精度5 軸聯動銑削的經典5軸機床。為進行增材制造，該機配2.5 kW的二極管激光器，應用廣泛，例如復合完整加工零件、模具的修復加工及部分和全面噴涂加工。
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6 _6 ^5 }7 i/ C$ u. \( v2016年起，DMG MORI將推出更多增材制造的新機床，包括LASERTEC 4300 3D。該款增材制造機床將在激光堆焊和5軸銑削的基礎上增加車削加工能力，因此旋轉對稱件現在能用這種復合加工技術生產。該機配鏡像的C 軸，可在背面用副主軸加工工件，這就是說能進行6面成品工件的完整加工。長工件加工也能輕松完成，因為下刀塔能在加工中支撐工件。
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% r" E3 |0 u: t) H+ }6 i/ B2 j2 S對于這兩款機床，激光器以及粉末噴頭安裝在銑削主軸的HSK 刀柄處，在需要時可自動切換。LASERTEC 4300 3D的另一個特色功能是擁有多達5個粉末堆焊頭——分別用于不同加工需求，例如，內圓柱或外圓柱工件噴涂。加工方式更加靈活自由。
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無論是機床制造商還是客戶的期待現在都在變成現實，DMG MORI已售出多臺LASERTEC 65 3D。然而，Friedemann Lell并不認為增材制造可成為標準工藝：“這是非常不恰當的希望。增材制造，特別是金屬加工領域，非常復雜，就像這款機床一樣，需要機床、材料和工藝間的完美配合。”這意味著，需要為每一個材料重新制定加工參數等許多工作。“在這方面，我們為客戶提供強大支持。在材料及工藝開發領域，我們還與研究院緊密合作。”

# O; U- x; ]8 V$ I& T4 Q由于增材制造的廣泛可能，加上越來越多的成功應用，特別是飛機制造與醫療器械領域，因此增材制造將是未來金屬加工技術方式之一。在工業4.0時代的數字化加工方面以及個性化產品的發展方面，Friedemann Lell 指出：“所有需要從CAD數據直接加工至成品件的用戶都需要增材制造。如果還需高精度及高表面質量，那么我們的復合加工機床則是最理想的選擇。”