金属增材制造：多任务处理的最新趋势

WFL Millturns的激光熔覆头直接安装进入机器的 B 轴主轴。图片来源：WFL Millturn Technologies。

增材制造 (AM) 是一种逐层构建 3D 组件的技术，它不断发展。曾经是一种主要用于塑料零件原型制作的工具，随着金属零件印刷的出现，它开始以更重要的方式影响制造设计和生产领域。简而言之，这项技术的优势在于它可以生产复杂的轮廓设计，即使不是不可能，在传统加工设备（例如注塑模具内的保形冷却通道）上创建这些设计也是具有挑战性的。通过应用衍生式设计等概念，还可以优化零件设计以减轻重量，同时保持（或增强）结构完整性。

也就是说，AM 是一种补充机械加工的技术，但不会取代它。有趣的是，没有比看看越来越多的机床制造商在他们的减材设备平台上添加添加剂更清楚的方法来强调这一点了。

几乎所有 AM 制造的零件都需要某种后处理操作。这可能需要铣削、钻孔、攻丝或车削以及研磨或抛光。通过在一个平台上结合增材和减材，可以消除在制品以及完成增材制造零件所需的资本设备。此外，增材制造还可用于为大型机加工零件添加小型、复杂的特征。或者，对于维修工作，可以将材料添加到磨损的零件中，然后将其加工掉以使其恢复到 OEM 规格。

下面的视频展示了这些类型的应用程序。例如，激光熔覆等增材制造工艺已被添加到各种加工平台，包括车床和五轴机床。随附的在线视频显示了前者的一个示例：WFL M80X Millturn，其中激光头安装到 B 轴铣削主轴中，以将材料添加到非常大的组件中。也可以对选定的特征进行激光硬化。

在 Mazak Integrex i-400SAM 的案例中，展示了使用添加剂为长进给螺杆组件添加功能，AM 激光沉积头（该型号提供三个具有不同光束直径的）未安装在机器的 B 轴铣削主轴上.取而代之的是，它安装在一个专用的旋转单元中，并且未使用的激光头存放在工作区之外，就像在加工中心的自动换刀转盘中的工具一样。

另一个视频显示了维修工作的示例。其中，五轴通泰 AMH-630 使用 AM 激光熔覆头，该激光熔覆头安装在机器的铣削主轴中，将 Inconel 718 材料沉积到涡轮叶片的磨损尖端上，然后进行加工，留下 OEM 指定的轮廓形状。

与硬件一样，这些混合应用程序的软件也在不断发展。视频中展示了这一点，该视频展示了在 Mazak Variaxis J-600/5XAM 混合机床上使用山高刀具的整体硬质合金和陶瓷刀具使用 Autodesk Fusion 360 和 PowerMill 软件生产 Inconel 625 叶盘。工件从轮毂开始，然后叶片通过增材生长并加工成形状和尺寸，而不是从一大块材料开始加工以制造叶盘。

不过，您如何对具有附加功能的多任务机器进行编程？一段冗长但内容丰富的视频将带您逐步完成旋转零件的编程过程，该零件具有通过 AM 创建的刀片，然后使用 Siemens NX CAM 进行精加工。

而且，对于复杂的加工工作如此重要的离线仿真又如何呢？ CGTech 的 Vericut 增材模块使用相同的 NC 代码模拟混合机床的增材加工和传统加工（铣削或车削）功能。它读取激光参数、控制激光功率、载气流量和特定于每种工作和材料类型的金属粉末，然后在打印时检测机器和添加剂部件之间可能发生的碰撞，这在另一个视频中进行了描述。

当然，还有机会将 AM 头添加到各种其他类型的机器平台。例如，3D Hybrid Solutions 可以通过各种沉积方法为金属 3D 打印提供附加头，包括粉末喷涂的激光熔化、送丝的电弧熔化和金属粉末的高速冷喷涂。正如这个故事所解释的那样，这个想法似乎得到了美国海军陆战队的认可。

金属 AM 在您的雷达上吗？或者，您是否在店内使用 3D 塑料打印机来制作原型、夹具、固定装置等？发送电子邮件至 [email protected] 让我知道。