3D打印铣床—混合制造的特点与优势
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从金属3D打印现有的生产问题看，大部分工艺速度都很慢，最终产品表面仍需要磨削、铣削等精加工。由于这一显著问题，研究趋势上主要分为两派，一派以“混合制造”为主导发展方向，既将3D打印整合进传统加工中心，如以DMG MORI为代表的3D打印铣床；另一派主张继续从工艺角度出发，改进3D打印质量，如以EOS、SLM Solutions为代表的SLM工艺。从整体上讲，两派并不矛盾，只是发展重点不同。
制造方式的不同也带来了不同的适用领域，混合制造工艺在大尺寸、多材质、梯度制造方面非SLM工艺能比。本期，我们以DMG MORI 3D打印铣床为例进行介绍。
5轴喷粉堆焊和5轴联动铣削加工打印机
DMG增减材混合制造机床
LASERTEC 3D hybrid是DMG MORI推出3D打印混合制造打印机，这台“机床”中融合了5轴喷粉堆焊和5轴联动铣削加工技术，可交替进行堆焊、铣削以及车削加工。这种复合加工能力可生产非常复杂的几何形状，被加工的部位无需后续处理。
粉体带有混合气流保护成型
加工过程可视化，粉体成型与铣削结合
喷粉式激光堆焊解决方案以高成形速度著称，适用于加工大型3D工件。这种加工方式其实类似于激光熔覆，可在现有工件上成形，且可以结合不同材质。激光加工和切削加工可快速转换，因此可以直接加工成品件上无法加工的部位。
制造过程中内部换刀加工
灵活结合增材制造与铣削加工，生产成品质量的3D工件
• 用换刀系统全自动地交换激光头 - 无需人工操作；
• 同轴喷嘴进行5轴激光堆焊，均匀地分配粉料，与激光堆焊方向无关；
•高刚性完整5轴铣削加工中心，占地面积<12 m²；
•工艺监测和自适应工艺控制（闭环）。
高工艺安全性的工艺监测和质量管理
• 持续测量和监测激光堆焊工艺以及实时自动调节激光功率，确保均匀一致的高质量工件。
完整的工艺链，全面融合CAD / CAM– 增材与减材加工
• 一套软件满足完整工艺链要求（设计、增材制造、减材加工、精加工）；
• 全集成的CAD / CAM软件，包括避免碰撞的机床和运动的3D仿真；
•全面集成PLM软件，缩短上市时间。
喷粉式增材制造的复合完整加工技术提高工艺经济性
Schaeffler在全球拥有超过9w名员工，在50个国家大约170个地点设有分支机构并拥有18家研发中心。其位于Herzogenaurach的专用增材制造车间开发面向未来的解决方案，提高工艺稳定性并优化产品。2017年以来，Schaeffler开始应用DMG喷粉式激光堆焊增材制造混合加工机床进行金属工件的3D打印生产。
作为一家创新引领公司，Schaeffler不断探索开创性的解决方案，优化生产工艺和客户产品。该公司增材制造车间的创造性项目着眼于推动增材制造工艺的发展，高效率地使用新技术显著提高模具制造的合理性，金属3D打印在其中发挥着日益重要的作用。
其增材制造车间的团队协调员介绍说，在一台机床中，结合5轴喷粉式激光堆焊技术与5轴联动铣削加工彻底释放了设计自由。他们采用喷粉式技术在损坏的工件处堆焊材料，然后铣削加工，使其恢复原状，这样的修复加工更经济，速度更快，优于常规的备件生产。
“混合加工还能使工件拥有全新的性能，如工件的硬度梯度或多材质工件”
Schaeffler增材制造研发总监以一个冲床工具底座为例说明了该工艺的经济性：“用热作工具钢材质的铣削板作底座，复合加工机床在该底座上堆焊两个立柱，然后进行铣削。它的难度在于，如何保证底座在受到激光作用后仍然保持足够的强度和抗冲击性。此前，我们用整块毛坯铣削这个部件，但这种坯料比板材难以采购，而材料消耗也更多。
自2017年，Schaeffler已在车间中使用了DMG增材制造机床
采用混合加工机床可堆焊不同的材质，为Schaeffler提供了更多的加工方式。最终，它们根据工件需要在不同的零件部位使用不同性能的材质，改善了工件的强度、耐磨性和润滑性能。
END
增材制造不同应用方式的发展正在成为现代制造变革的推动力量，它在航空航天和常规工业应用中正在发挥越来越重要的作用。金属打印混合制造工艺在多材质、大尺寸、高质量加工方面特别能够满足大型、高精度、小批量的制造需求。以混合制造为代表的的3D打印，将不断扩展未来应用，实现更加智能化的创意。
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原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印铣床—混合制造的特点与优势