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

之前德馬吉森精機-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，正式進入SLM金屬3D打印領(lǐng)域。通過此次收購，德馬吉森精機-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)補充了德馬吉森精機現(xiàn)有的增材制造產(chǎn)品線，之前，德馬吉森精機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。相當于是融合了DED直接能量沉積技術(shù)與銑削技術(shù)于一臺機床中。

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

Diederich認為增材制造與傳統(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。事實上，他認為加工制造過程中不同加工工藝的整合以及與傳統(tǒng)的機床（如銑削或車削中心）的互動，對增材制造的成功至關(guān)重要。像德馬吉森精機這樣的機床廠商根據(jù)機床的能力制造和設(shè)計零件，可以說將機床的能力推向極限，從而以最高的效率生產(chǎn)最好的零件。與此同時，增材制造另辟蹊徑開創(chuàng)了使用傳統(tǒng)機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)“我們當時都被五軸機床迷住了，”他介紹說 “當時只是意識到通過五軸機床，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？當時并沒有清晰的認識。但是很快，設(shè)計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)所需要的機器減少等。因此，公司開始圍繞五軸機器設(shè)計產(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打印機器的能力來設(shè)計零部件，其潛力將是巨大的�！�

然而，目前在推廣增材制造方面存在一些障礙。 Diederich認為，主要的障礙就是意識慣性。了解增材制造提供的可能性，關(guān)于材料和設(shè)計如何結(jié)合起來。設(shè)計用于增材制造的零件與傳統(tǒng)的思路相差很大，傳統(tǒng)機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。此外，全球范圍內(nèi)已經(jīng)建立了一個依賴于傳統(tǒng)加工技術(shù)的知識庫，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慣性，嘗試新的制造技術(shù)時不需要指定特定材料，而是指定特定的特性。

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

“借助西門子NX，我們有一個強大的編程合作伙伴，”Diederich解釋說，“對我們來說，增材制造是另一個制造步驟，而不是一個單獨的解決方案。任何進入增材制造設(shè)備的零件都將基于CAD建模數(shù)據(jù)。同樣，當零件在增材制造設(shè)備上完成時，作業(yè)不會完成。后處理幾乎總是必需的，因此在增材制造過程之后，零件需要進行機加工。所以貫穿整個制造過程的數(shù)據(jù)平臺是至關(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)，這一點尤其重要。”

來源：3D科學谷