混合制造可将航空航天和医疗零件的材料浪费减少 50% 以上

材料的浪费一直是物品生产中的难题。航空航天、医疗植入物和高精度模具等各个行业都浪费了大量材料；不仅如此，这种情况也违背了生态友好的目标。 混合制造 ，连接金属3D打印 和数控加工 综合起来，这表明它是高废物率零件的正确方法。制造商通过共存相反的技术（增材和减材），将减少材料浪费 至少 50% ，并且仍然能够提供关键部件所需的精度。在本文的剩余部分，我们将讨论混合制造的惊人成果以及为什么它被认为是 B2B 运营的新时代。

什么是混合制造？

混合制造方法是增材制造的结合和减材数控加工 。主要用于金属3D打印制造复杂零件；此外，传统方法难以创建此类内部几何形状和通道。繁重的工作和特殊操作，例如使用机器修复需要高精度的表面、孔和特征，都是通过数控机床完成的。

这种双重策略解决了迄今为止不太灵活的 CNC 模型和 3D 打印机带来的尺寸精度不足的问题。如果一家公司将传统制造和增材制造结合起来，情况会变得更好，因为它们可以更快地生产、节省材料，同时具有更好的质量。

主要优点：

与完全减材加工相比，减少了废料。
能够进行复杂、轻量级的设计。
通过 CNC 精加工提高尺寸精度。

混合制造最引人注目的优势之一是它能够大幅减少材料浪费。其工作原理如下：

1.增材制造最大限度地减少多余材料

金属3D打印意味着只有部分结构补充了材料。传统数控铣削 不同的是，它雕刻出大块金属，而在增材制造中，零件一次一层地制造。由于层是一层一层地创建的，因此减少了材料浪费。

2. CNC精密精加工限制切削

混合工作流程中 CNC 加工的首要任务不是粗略地切割整个工件，而是处理关键表面、孔和公差敏感特征 。这样，既保证了最需要的区域的精度，又将去除的材料量降至最低。

3.优化的内部结构减少体积

混合制造为设计人员提供了包含晶格结构、中空通道和轻质几何形状的能力。尽管金属量减少，这些属性仍然会提供强度。

现实世界的影响： 航空航天业已经能够将采用混合制造制造的零件产生的废物减少 50-60%，这反过来又意味着原材料成本的降低以及用于加工和回收的能源的减少。

混合制造用于何处？

混合制造在高精度、轻量化结构和成本效率至关重要的领域尤其有价值。

1.航空航天

发动机部件、结构支架和冷却通道受益于打印复杂内部特征的能力。通过结合金属增材制造 使用5 轴 CNC 精加工 ，航空航天工程师可以生产既轻质又高度耐用的零件。

2.医疗植入物

髋关节、牙科固定装置和脊柱装置等定制植入物对于独特的患者来说是可行的 。混合制造的使用带来了最高质量的表面、材料节约和严格的公差标准，同时减少了废物的产生以满足非常严格的医疗标准。

3.高端工业模具

通过增材制造可以制造具有复杂冷却通道或腔体的复杂模具，然后通过数控加工来完善它们。产品将更耐用 ，并且原材料浪费将会减少 .

成本和可持续性效益

减少材料浪费不仅是环保的胜利，还可以带来巨大的成本优势 ：

减少原材料费用： 当公司限制零件的金属材料使用时，所产生的巨大经济效益之一是钛和镍合金等昂贵金属的成本大幅降低。
降低废物处理和回收成本： 废料的缺乏减少了对再加工或倾倒的投资和支出的需求。
ESG 和绿色制造目标支持： 如果公司愿意，它可以同时成为可持续发展倡导者、企业形象提升者和环境法规遵守者。

调查表明混合制造具有将材料成本降低 50%的潜力同时，降低加工过程中的能耗。对于采购和制造经理来说，这意味着增加利润和更有效的操作流程。

实施混合制造的关键考虑因素

对于希望采用混合制造的公司，应考虑几个关键因素：

1.设计优化

零件的设计方式必须能够充分利用 3D 打印来打印复杂的形状；即便如此，它们也必须与最重要表面的 CNC 精加工兼容。流畅的设计减少了尝试的次数，并确保材料的最佳利用。

2.设备选择

混合工作流程需要金属 3D 打印机 和高精度5轴数控机床 能够满足严格的公差水平。

3.工作流程规划

定义明确的过程 - 通常首先是加法，其次是减法 —确保质量、可重复性和成本效益。设计、工程和生产团队之间的密切合作至关重要。

总结

混合制造的兴起是高利润零件生产的强大创新。通过金属 3D 打印和 CNC 加工的联盟，制造商可以将材料浪费减少 50% 以上 ，提高零件精度，同时提高整体制造效率。航空航天和医疗植入物等行业已经开始提高利润，混合工作流程的引入不仅只是暂时的做法，而且是经济实惠且环保的生产的明智选择。

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常见问题解答

问题1：混合制造可以使用哪些类型的材料？

常用的金属有钛、不锈钢、铝合金、镍基高温合金等。

问题2：使用混合制造实际上可以节省多少材料？

实际应用表明，与传统 CNC 加工相比，原材料浪费减少了 50–60%。

问题 3：哪些行业从混合制造中受益最多？

航空航天、医疗植入、高端工业模具、精密模具行业优势最大。

问题4：混合制造是否需要专门的设计软件？

是的，能够处理增材和减材工艺的 CAD/CAM 软件对于工作流程优化至关重要。