推進(jìn)3D打印產(chǎn)業(yè)化，從理解增材制造零件設(shè)計(jì)開始

之前德馬吉森精機(jī)-DMG MORI宣布已經(jīng)收購了德國金屬3D打印公司Realizer 50.1%的股份，正式進(jìn)入SLM金屬3D打印領(lǐng)域。通過此次收購，德馬吉森精機(jī)-DMG MORI將保留Realizer在Borchen的生產(chǎn)組裝中心，并在DMG MORI位于德國 Bielefeld的生產(chǎn)工廠開設(shè)粉末床激光熔化技術(shù)設(shè)備的生產(chǎn)線。

粉末床激光熔化技術(shù)補(bǔ)充了德馬吉森精機(jī)現(xiàn)有的增材制造產(chǎn)品線，之前，德馬吉森精機(jī)Sauer工廠的Lasertec 65 3D混合增材制造設(shè)備就是用于激光沉積焊接和銑削的。相當(dāng)于是融合了DED直接能量沉積技術(shù)與銑削技術(shù)于一臺(tái)機(jī)床中。

根據(jù)德馬吉森精機(jī)Sauer工廠的董事總經(jīng)理Patrick Diederich“機(jī)床作為長期投資的固定資產(chǎn)，投資回報(bào)率是考量購買決策的重要因素。以有競爭力的價(jià)格生產(chǎn)零件，這意味著機(jī)器必須是完全可靠的，并且可以達(dá)到部分或全部自動(dòng)化，盡可能少的人為干預(yù)。”

Diederich認(rèn)為增材制造與傳統(tǒng)的加工技術(shù)相輔相成，不是用來替代傳統(tǒng)加工技術(shù)的。事實(shí)上，他認(rèn)為加工制造過程中不同加工工藝的整合以及與傳統(tǒng)的機(jī)床（如銑削或車削中心）的互動(dòng)，對增材制造的成功至關(guān)重要。像德馬吉森精機(jī)這樣的機(jī)床廠商根據(jù)機(jī)床的能力制造和設(shè)計(jì)零件，可以說將機(jī)床的能力推向極限，從而以最高的效率生產(chǎn)最好的零件。與此同時(shí)，增材制造另辟蹊徑開創(chuàng)了使用傳統(tǒng)機(jī)床無法制造的零件創(chuàng)新。”

增材制造技術(shù)的潛力巨大，Diederich比較了15年前我們看到的五軸同步銑削技術(shù)“我們當(dāng)時(shí)都被五軸機(jī)床迷住了，”他介紹說 “當(dāng)時(shí)只是意識(shí)到通過五軸機(jī)床，我們能夠生產(chǎn)出新的和復(fù)雜的高品質(zhì)零件。然而，沒有人知道這項(xiàng)技術(shù)將如何深刻地改變制造業(yè)。我們曾經(jīng)問自己五軸加工是有趣的，但是我們可以用來做什么？當(dāng)時(shí)并沒有清晰的認(rèn)識(shí)。但是很快，設(shè)計(jì)師和工程師開始明白五軸帶來了質(zhì)量提高，成本降低，生產(chǎn)所需要的機(jī)器減少等。因此，公司開始圍繞五軸機(jī)器設(shè)計(jì)產(chǎn)品?，F(xiàn)在，增材制造也是如此。一旦公司開始理解如何根據(jù)金屬3D打印機(jī)器的能力來設(shè)計(jì)零部件，其潛力將是巨大的?！?br />

然而，目前在推廣增材制造方面存在一些障礙。 Diederich認(rèn)為，主要的障礙就是意識(shí)慣性。了解增材制造提供的可能性，關(guān)于材料和設(shè)計(jì)如何結(jié)合起來。設(shè)計(jì)用于增材制造的零件與傳統(tǒng)的思路相差很大，傳統(tǒng)機(jī)加工從固體鈦塊加工零件，產(chǎn)生大量的斷屑，帶來材料的浪費(fèi)。此外，全球范圍內(nèi)已經(jīng)建立了一個(gè)依賴于傳統(tǒng)加工技術(shù)的知識(shí)庫，包括制造規(guī)范方面，產(chǎn)品基本上與特定的材料建立了關(guān)聯(lián)。這些材料可能不適用于增材制造。因此，企業(yè)必須改變關(guān)于現(xiàn)有的材料范圍的意識(shí)慣性，嘗試新的制造技術(shù)時(shí)不需要指定特定材料，而是指定特定的特性。

思維意識(shí)和機(jī)器本身的發(fā)展不僅有助于在當(dāng)今制造環(huán)境中成功實(shí)施增材制造技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化。據(jù)Diederich介紹，還有另外兩個(gè)重要因素決定了增材制造技術(shù)未來的成功：驅(qū)動(dòng)和過程控制軟件。

“借助西門子NX，我們有一個(gè)強(qiáng)大的編程合作伙伴，”Diederich解釋說，“對我們來說，增材制造是另一個(gè)制造步驟，而不是一個(gè)單獨(dú)的解決方案。任何進(jìn)入增材制造設(shè)備的零件都將基于CAD建模數(shù)據(jù)。同樣，當(dāng)零件在增材制造設(shè)備上完成時(shí)，作業(yè)不會(huì)完成。后處理幾乎總是必需的，因此在增材制造過程之后，零件需要進(jìn)行機(jī)加工。所以貫穿整個(gè)制造過程的數(shù)據(jù)平臺(tái)是至關(guān)重要的。”

此外，過程控制至關(guān)重要，Diederich說，“質(zhì)量的一致性十分關(guān)鍵。因此，加工過程必須不斷監(jiān)測和控制。如果在航空航天工業(yè)中使用增材制造技術(shù)，這一點(diǎn)尤其重要?！?br />
來源：3D科學(xué)谷