电弧增材制造（WAAM）2020指南：大尺寸金属3D打印新选择

随增材制造(如3D打印)采用增长，尤其在航空航天等高科技行业，我们专访Spatial产品管理总监Ray Bagley解读这一迷人趋势。 访谈中Ray剖析减材制造(数十年制造主流)与增材制造的差异，及后者带来的新收益与挑战。 采访者： 先澄清增材与减材制造的主要区别 Ray Bagley： 减材制造从一块材料起步，逐位移除材料直至最终形状。移除方式含铣削、车削、钻孔、电蚀、磨削、锤凿。 增材制造从无到有，仅在所需位置逐位添加材料直至最终形状。增材技术众多，但单机通常仅用一种。 减材制造案例 采访者： 能否给出具体减材制造例子？ Ray Bagley： 最常见是机加工。CNC铣床有旋转刀具切削金属

自工业革命以来，制造技术从未停止发展。企业始终寻求更快、更廉价或更好的生产方法。过去几十年，制造定制零件最可靠的工艺主要属于两大范畴：增材制造或减材制造。材料可包括塑料、热塑性塑料、铁、钢、碳等。虽然增材和减材制造都用于从材料制造物体，但两者并不相同。那么，增材制造与减材制造有何区别？ 什么是增材制造？ 增材制造涵盖通过添加材料构建物体的工艺。当企业通过向物体添加材料来构建时，即视为增材制造。材料逐层添加到构建平台或基板上，从而从原材料生产出不同尺寸形状的新物体。 大多数增材制造工艺涉及3D打印。事实上，“增材制造”一词已成为3D打印的同义词。3D打印机是将材料沉积在打印床上的机器。因此，它

WFL Millturn激光熔覆头直接安装于机床B轴主轴。图片来源：WFL Millturn Technologies。 增材制造（AM），即逐层构建3D部件的技术，持续演进。曾主要用于塑料原型打印，随金属零件打印出现，开始以更显著方式影响制造设计和生产。简言之，此技术优势在于能生产常规加工设备难以甚至无法制造的复杂轮廓设计（如注塑模具内部共形冷却通道）。通过生成式设计等概念优化零件设计，可在保持或增强结构完整性前提下减重。 但须明确：AM是补充加工而非替代。机床制造商纷纷在减材设备平台加装增材功能，最有力印证此点。 几乎所有AM成型零件都需要后处理。可能涉及铣、钻、攻丝、车削、磨削或抛光。在

随着产品开发加速，设计规则正在改变。这在金属增材制造领域表现得尤为明显。直接金属激光烧结是一种金属增材制造技术，在医疗和航空航天行业具有巨大潜力。但它要求从早期设计阶段就采用新思维。在许多方面，它代表了设计师在寻求新技术使产品设计和制造更快、更创新时必须面对的转型。 DMLS有几大优势，主要在于设计师可在时间和成本节约下制造非传统形状设计。像其他3D打印技术一样，DMLS通过高功率激光烧结雾化金属粉末逐层构建零件。 为何用增材制造生产金属零件？ 产品设计师和工程师常转向该工艺，尝试难以机加工的有机形状。例如，制造完美贴合受体的定制植入体部件。传统上，这些植入体通常需通过五轴CNC机床等减材工艺