利用金属增材减材技术利用混合制造

多年来，传统的减材制造一直是一种可靠的方法，但增材制造的发展已经引起了人们对其作为可扩展解决方案的可行性的关注——尤其是对于定制、复杂几何形状和小批量生产。混合制造结合了增材和减材技术，尤其是金属增材制造，提供了另一种灵活而精确的制造解决方案。混合制造的好处包括：

• 更高的表面质量
• 更高的强度
• 比传统方法节省成本
• 个性化产品的可定制方法
• 改进紧固

混合优势

混合制造的第一步是部件主要形状的增材制造，它必须包括最终的几何形状，并且可能包括稍后在减材制造过程中用于夹紧或定位的附加特征。此外，某些特征（如孔）可能需要添加材料以解决金属添加过程中的变形问题。

我们通过在增材制造中熔化金属或聚合物来形成我们的基础产品。这些是通过两种流行的方法融化的：

• 选择性激光熔化或直接激光金属烧结（SLM 或 DLMS）
• 电子束熔化 (EBM)

据西波美拉尼亚理工大学的研究人员称，SLM 和 DLMS 都为金属部件提供了最大的灵活性。这些方法允许制造商创建大量复杂的几何形状——即使是大规模的。复杂的产品通常具有独特的、不对称的形状和弯曲的边缘。我们引入的设计风格越多，制造过程中出现缺陷的机会就越大。

创建更好的组件

就 3D 打印而言，这个过程并不完美。混合制造使我们能够制造尺寸精确的产品，否则这些产品的公差不会如此严格。机加工或减材制造可以纠正这些粗糙的边缘，并使一切都在所需的公差范围内。质量控制对于某些应用（尤其是车辆和飞机）中的正确装配、功能和安全至关重要。

在许多情况下，加法和减法过程发生在两台不同的机器上。金属增材机将制造零件，然后工程师将其拆除，检查其质量，并确保任何变形都是可接受的。

然而，一些混合制造是在单台机器上进行的。激光金属沉积 (LMD) 和直接金属沉积 (DMD) 头通常添加到金属切割机械中。这些添加剂非常适合修正瑕疵或使现有零件恢复活力，因为可以将材料添加到问题部位，然后加工成最终形状。

混合制造的缺点

图片由 Unsplash 提供。

金属粉末和相关物质是混合制造的关键，它们会带来一些安全风险，包括在某些条件下的高易燃性。此外，它们是致癌物质，对未受保护的工人构成长期风险。制造商在采用粉末添加剂技术时必须考虑这些风险并遵守严格的安全法规。

启动（或过渡）成本也很高。金属增材制造需要高度专业化的机械。上述的易燃性和暴露问题等安全问题也表明需要特殊设施来确保工人的安全。设施开发也很昂贵。由于这些物流障碍，并非每家公司都可以在混合制造方面进行大量投资。

软件怎么样？

图片由Pixabay提供。

混合制造从设计阶段开始，CAD/CAM 软件发挥着重要作用。在创建可靠的组件时，工程师必须对材料、几何形状、尺寸等进行试验。工程师需要 CAD 软件探索的增材和减材工艺也有设计考虑。此外，FEA 仿真让我们能够分析设计在生产后的表现。 Fusion 360 等工具在这些领域表现出色。最重要的是，该软件内置了远程协作功能，可简化远距离协作——无论是相距甚远的团队、机器还是完整的设施。

混合制造具有巨大的前景和将分布式团队聚集在一起的潜力。虽然它可能并不适合所有项目，但混合制造融合了增材制造和减材制造的优势，创造了新的挑战并提供了新的机遇。

立即在您的混合制造工作流程中试用 Fusion 360。