增材制造与切削加工合二为一

寂静天花板

材制造拥有优越的满足设计要求的几何成形优势，日益成为跨越复杂性的可行之路。然而，由于技术发展似乎较慢，精度低且成本高，增材制造一直难以进入市场，特别是难以进入金属加工领域。
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$ w% S+ G7 ?4 S! `+ V8 S而现在，用粉末喷嘴的激光堆焊技术与切削加工技术结合在一起为增材制造市场开创了全新前景。作为该技术的先驱及引领潮流企业，DMG MORI 已开创性地推出两款复合机床——LASERTEC 65 3D和LASERTEC 4300 3D。

不同于其它供应商，DMG MORI在增材制造领域所采用的技术是在模具或发动机行业修复中获得成功的激光粉末堆焊技术。该工艺是用激光将金属粉融化到基体材料上，而不是其它增材制造采用的激光方法——用粉料逐层制造成形。
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3 S9 I3 k( @" ^- W) A! e作为DMG MORI的子公司，SAUER LASERTEC公司的销售经理Friedemann Lell介绍说：“我们也是逐层堆焊，但只在实际所需位置供粉，”这样就大大降低了粉料消耗。同时，材料成形速度能提升约10倍，且能轻松集成到现有机床中。“这让我们能一次装夹完成增材制造与切削加工，让客户能同时最佳地利用两种技术的优点。”
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Friedemann Lell所说的最佳地利用两种技术优点是指，增材制造自身仍存在速度、精度及表面质量不足的问题。而成熟的5轴切削技术恰恰能弥补这些不足。他继续说：“增材制造和切削加工技术相结合为我们提供了几何形状的自由度，同时切削加工能确保工件高精度及高质量。”事实上，不需要再用其它机床进行后续加工，就能节省大量时间。
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: e+ y& U$ K4 M6 e" q实际应用中，两种技术的结合能加工更为复杂的工件。Friedemann Lell 以涡轮机和发动机中自由曲面部件及注塑模的内冷道为例说：“如果用顺序加工方式，完成增材制造后，在车削、铣削或磨削加工时，许多轮廓部位都无法达到精度要求。”最终分析结果显示，每个工件可以先堆焊至一定高度，然后切削加工特定部位。“对于大型部件生产，这个方法尤其经济有效。”因此，这种特有的复合加工技术几乎适用于所有自由曲面工件，而且能达到最高精度及优异的表面质量。

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DMG MORI提供复合加工机床已有相当长的历史，LASERTEC 65 3D的基本结构类似于高精度5 轴联动铣削的经典5轴机床。为进行增材制造，该机配2.5 kW的二极管激光器，应用广泛，例如复合完整加工零件、模具的修复加工及部分和全面喷涂加工。
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2016年起，DMG MORI将推出更多增材制造的新机床，包括LASERTEC 4300 3D。该款增材制造机床将在激光堆焊和5轴铣削的基础上增加车削加工能力，因此旋转对称件现在能用这种复合加工技术生产。该机配镜像的C 轴，可在背面用副主轴加工工件，这就是说能进行6面成品工件的完整加工。长工件加工也能轻松完成，因为下刀塔能在加工中支撑工件。
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( r' o/ z6 U( y5 e! ^; h# B对于这两款机床，激光器以及粉末喷头安装在铣削主轴的HSK 刀柄处，在需要时可自动切换。LASERTEC 4300 3D的另一个特色功能是拥有多达5个粉末堆焊头——分别用于不同加工需求，例如，内圆柱或外圆柱工件喷涂。加工方式更加灵活自由。
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6 k0 `7 z# C& V, b" E" q6 K- {4 P无论是机床制造商还是客户的期待现在都在变成现实，DMG MORI已售出多台LASERTEC 65 3D。然而，Friedemann Lell并不认为增材制造可成为标准工艺：“这是非常不恰当的希望。增材制造，特别是金属加工领域，非常复杂，就像这款机床一样，需要机床、材料和工艺间的完美配合。”这意味着，需要为每一个材料重新制定加工参数等许多工作。“在这方面，我们为客户提供强大支持。在材料及工艺开发领域，我们还与研究院紧密合作。”
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由于增材制造的广泛可能，加上越来越多的成功应用，特别是飞机制造与医疗器械领域，因此增材制造将是未来金属加工技术方式之一。在工业4.0时代的数字化加工方面以及个性化产品的发展方面，Friedemann Lell 指出：“所有需要从CAD数据直接加工至成品件的用户都需要增材制造。如果还需高精度及高表面质量，那么我们的复合加工机床则是最理想的选择。”