3D打印和CNC：混合制造的優(yōu)劣勢、應用、供應商

導讀：3D打印和機械加工通常被視為"競爭對手"，但它們也可以是"合作伙伴"。3D打印部件通常需要經過機加工以產生更高的公差和更好的表面光潔度。同時，曾經由一塊實心金屬塊銑削而成的零件可以用3D打印技術更快的進行制造，并且形狀更加復雜。越來越多的混合制造機器將3D打印和 CNC 機械整合到一個包中，以更好地自動化和加速零件生產。那么，它們的發(fā)展如何?混合制造的前景如何？



混合制造設備制造商表示，混合技術克服了兩種技術的缺點，使制造商能夠以更低的成本更快地生產出更精確、質量更高的部件。它比單獨加工更少浪費，比單獨 3D打印更高效、更精確，無需人工移動零件，無也需對兩臺不同的設備進行編程。


△直接能量沉積和 CNC 銑削的結合（來源：DMG MORI）

了解什么是混合制造機器，這些機器的優(yōu)勢是什么，有助于進一步對混合制造進行探索和研究，如果你也感興趣，就和南極熊一起看下去吧！

什么是混合式 CNC-3D 打印機？


△工業(yè)機器制造商 Romi 與 Hybrid Manufacturing Technologies 合作，在 2021 年提供一系列混合機器（來源：Romi）

混合制造是一種相對較新的方法，它是將增材制造和減材制造技術結合在一臺機器上。這些機器使用3D打印來生產金屬或塑料零件的近凈形狀。然后，通過機器中的另一個單元或工具頭將零件銑削到所需的公差。經過混合制造，制造商（及其客戶）可以獲得增材制造生產出的復雜幾何形狀和銑削加工的表面質量。除了從頭開始構建零件外，這些機器還非常適合為現有零件添加新的功能、進行零件維修以及在加工后工序之前為零件涂上涂層。

混合制造機器因制造商而異，但通常分為兩類：順序混合制造＆交替混合制造

●順序混合制造機器首先完成完整的 AM 加工，即進入減材過程之前生產3D打印的近凈形狀部件。

●交替混合制造機器在整個制造過程中會在AM和銑削單元之間交換。一些交替混合機器甚至可以在機加工部件的同時用AM打印其余部分。


△先是 3D 打印，然后 CNC 加工以獲得光滑的表面光潔度（來源：Meltio）

從技術上講，幾乎任何 3D 打印技術都可以與 CNC 機器相結合，然而，該技術仍在發(fā)展，目前的選擇僅限于幾種組合。這些包括：

●DED/CNC：定向能量沉積 (DED) 是一種金屬增材制造技術，材料（金屬絲或粉末）通過狹窄的噴嘴送入，并通過電弧、激光或電子束熔化成型。DED 的優(yōu)點是能夠從任何角度進給材料，從而實現5軸沉積。

●LPBF/CNC：在激光粉末床熔化 (LPBF) 中，機器放置一層薄薄的金屬粉末，用激光熔化該層的形狀，然后重復該過程，直到零件完成。LPBF 理論上可以生產沒有支撐結構的部件，因為周圍未熔合的粉末提供了必要的支撐。

●FDM/CNC：與前兩種方法不同，熔融沉積建模 (FDM) 打印機熔化并逐層擠出金屬或熱塑性長絲或顆粒，以創(chuàng)建所需的幾何形狀。這種技術十分經濟，同時仍然具有良好的強度（特別是增強聚合物長絲），但部件在打印過程中可能需要支撐結構。


△用于 CAD 和 CAM 編程的西門子 NX 為增材制造提供了新的解決方案（來源：DMG Mori）

混合制造是一種可行的解決方案，除了修復現有部件外，還可以生產原型和具有功能性的最終用途部件�；旌现圃鞂τ谛枰�增材制造和機加工能力的小型公司特別有吸引力。這些機器可以讓他們生產兩種（或混合）零件，而無需投資購買兩臺機器。它還可以解決某些行業(yè)的嚴苛要求，例如汽車和航空航天中的零件復雜性和生產率。

混合制造機器的優(yōu)缺點


△由于需要生產鑄模，制造復雜的葉輪需要長達 25 周的時間。DMG Mori 在 Lasertec 65 DED 上的混合制造將時間縮短到不到一周（來源：DMG Mori）

與純 AM 或減材方法相比，混合制造具有許多優(yōu)勢：
●它最重要的優(yōu)勢之一是能夠提高生產率。由于 AM 和加工過程都在一臺機器上運行，因此無需更換零件和重新校準設備。加工單元還可以部分或完全替代手動 AM 后處理，這也加快了生產速度。

●與大多數單獨的3D打印機相比，混合制造可以實現更高的精度和更嚴格的公差。增材制造可以創(chuàng)建比機加工更復雜的幾何形狀和零件結構，例如零件整合、內部通道和格子填充。在一臺機器上生產整個零件也減少了加工缺陷或錯誤的可能性。

●混合機器能夠在單個零件中使用多種材料，從而顯著提高機械性能和節(jié)約成本�？梢杂脧姸雀�高的金屬包覆較弱的零件，添加高性能材料以改善零件運動或熱傳遞，或者通過僅在需要的地方使用昂貴的材料來節(jié)省材料成本。

●混合制造可以減少前期投資和運行成本。與同時購買 CNC 機器和工業(yè) 3D 打印機相比，直接購買一臺混合機器更便宜。與單獨的 AM 和 CNC 單元相比，單個混合機器消耗的能源更少，需要的占地面積也更少。


△靈活地在增材制造和銑削之間切換，獲得具有內部冷卻通道等功能的部件（來源：DMG Mori）

最近的一項研究發(fā)現， 混合制造消除了減材技術的浪費情況，材料消耗減少了高達 97% 。使用 DED/CNC 機器，也可以僅將材料添加到選定位置。這用戶通過向零件添加金屬來修復損壞的組件并加快生產，例如用于海洋和石油和天然氣行業(yè)的組件。同時，CNC 單元可以在材料沉積運行之間加工精細的內部結構。

盡管具有巨大的優(yōu)勢，混合制造并不能滿足所有制造需求，也存在一些缺點：

●雖然這些機器可以降低初始投資，但它們并不便宜，而且可能超出小公司的預算。

●操作混合機器可能很復雜，需要操作員對 3D 打印和 CNC 加工有復雜的了解，以確定制造給定零件的最佳方法。

混合制造機器的應用


△用于航空航天業(yè)的執(zhí)行器組件展示了混合制造機器如何為現有金屬管添加復雜功能（來源：AMRC）

混合制造適用于許多行業(yè)，任何依賴于金屬或熱塑性塑料精密制造部件的應用都將從混合制造技術中受益。特別適合的行業(yè)是：

●航空航天：航空航天工業(yè)需要具有嚴格公差的耐熱、堅固、輕便的部件�；旌现圃炜梢杂迷鰪姛崴苄运芰虾弯X等金屬制造這些部件。

●汽車：汽車發(fā)動機和底盤包含大量復雜零件�；旌现圃焓蛊�車制造商能夠在一臺機器上生產這些部件，從而降低材料和勞動力成本。

●通用工程：較長的正常運行時間對任何制造業(yè)都至關重要。借助混合制造解決方案，可以修復損壞的機械部件，從而降低成本并減少常備庫存。

●醫(yī)療：混合制造可以幫助醫(yī)療專業(yè)人員打造完美貼合的定制植入物、假肢和手術工具。AM 組件允許零件定制，而 CNC 加工可確保理想的零件質量。

一些具體案例如下：
●航天領域：
謝菲爾德大學先進制造研究中心 (AMRC) 的工程師旨在研究和開發(fā)推進制造技術的新方法。作為該目標的一部分，他們設計了一種新方法來制造航空航天工業(yè)的關鍵執(zhí)行器部件（如上圖所示）。這些執(zhí)行器傳統(tǒng)上是通過將實心金屬棒加工成一定形狀來制造的。使用 DED/CNC 機器，AMRC 可以將原料部件改為管材。通過優(yōu)化順序增材制造和加工過程，研究人員可以將 3D 打印金屬添加到原料管中，這種方法提高了加工操作的穩(wěn)定性并顯著降低了材料消耗�！笆褂没旌现圃炜梢院喕�特征加工策略，混合加工將成本降低 23%”新興加工技術的技術研究員 Nikolaos Tapoglou 解釋道。

●工程
Sulzer是一家瑞士制造商，為石油和天然氣以及能源行業(yè)生產關鍵運營部件，包括泵。葉輪是泵的重要部件，但由于腐蝕性液體流過它們，它們會遭受嚴重磨損，需要定期更換。Sulzer過去使用傳統(tǒng)機加工制造葉輪，但其復雜的幾何形狀導致交貨時間極長。通過實施使用 Siemens NX 混合 CAD/CAM 軟件操作的 DMG Mori Lasertec 65 DED/CNC 機器，Sulzer 現在可以通過在 AM 和機加工方法之間交替來構建葉輪的復雜通道結構。該公司已將其交貨時間縮短了 25 倍，現在可以銑削以前無法進入的區(qū)域，生產出具有高表面質量的零件，從而提高了效率。此外，混合動力機器使公司能夠制造比以前更大的部件。


△具有一致冷卻通道的模具，然后用 H13 工具鋼進行加工，耗時大約 86 小時，但需要操作員的時間不到一個小時（來源：Mantle）

●醫(yī)療
一家全球醫(yī)療設備制造商使用工具鋼模具生產高溫塑料原型零件。由于新模具的交貨時間很長，該公司難以及時將新產品推向市場。它曾嘗試過 3D 打印塑料模具嵌件，但它們的絕緣性能和表面光潔度限制導致原型和最終零件之間的材料限制和不準確。為了解決這個問題，該公司選擇了 Mantle P-200 HM 機器。借助 P-200，該公司使用 P2X 工具鋼材料 3D 打印模具嵌件，并將其加工成最終形狀。這種方法導致模具嵌件具有極其嚴格的 (0.001”) 公差和光滑的啞光表面，在成型前不需要表面精加工。模具在高達 600 °C 的成型溫度下表現完美。混合工藝將新模具的交貨時間縮短了 80% 以上，從 7 周縮短到 8 天。此外，這家醫(yī)療公司的制造成本下降了 50% 以上。

混合 CNC/3D 打印機


△DMG Mori 的巨型混合動力 Lasertec 8000 DED / 車銑復合機床（來源：DMG Mori）

盡管 HM（混合制造） 技術仍處于相對初級階段，但市場上已經有很多混合制造機器制造商了。機器種類繁多，用戶可以輕松選擇符合其材料、生產率和預算需求的解決方案，而不會影響零件質量。

1. Zmorph FAB


△Zmorph 的3D打印機稱-Fab（來源：Zmorph）

Zmorph FAB 是今天列出的混合制造機器中最小的混合打印機。該公司表示，這款多工具3D打印機包括一個單擠出機或雙擠出機3D打印機、一個 CNC 銑削工具頭和一個厚膏擠出機，在實驗應用、材料、研究和定制裝飾方面具有廣泛的潛力。Zmorph 用于 3D 打印和 CNC 銑削的一體化軟件，稱為 Voxelizer，具有用于 CNC 程序的 CAM 標準工作流程和 STEP 操作，能夠在一個 G 代碼中更改工具，以及路徑可視化。

Zmorph 表示，借助自動工具頭檢測，Fab 的工作流程變化很快，效率很高�？梢约庸�Fab上3D打印的零件，但這里的重點更多地放在單臺機器的雙重用途上，而不是像其他大多數工業(yè)機器那樣在單個過程中執(zhí)行減材和增材制造。

2. Diabase H系列打印機


△來自 Diabase 的 FDM/CNC 銑床（來源：Diabase）

位于科羅拉多州的 Diabase Engineering 的 H 系列目前僅包括一臺機器 — H5-400。但這款 FDM/CNC 銑床的目標很高。Diabase 的設計目標一直是使機器盡可能易于使用，使一個人可以使用一臺計算機來操作它。H5-400 配備一個 5 工位自動換刀器，帶有 14 個銑刀和三個打印頭。全向接觸式測頭可自動進行床身補償、邊緣檢測和機器校準。該機器可以打印任何適合最高熱端溫度 310°C 的熱塑性塑料。

打印噴嘴具有自清潔和灌注功能，使 H5-400 能夠在一次打印中組合多種材料。機器運行標準 G 代碼，因此操作員可以使用他們熟悉的任何切片器和 CAM 包，進一步提高可用性。

3. Namma Eva


△Eva 三合一混合制造機（來源：Namma）

法國制造初創(chuàng)公司Namma提供 Eva 三合一混合制造機器。這臺大幅面機器結合了 FDM 3D 打印機擠出機、CNC 銑頭以及激光切割機和雕刻機。只需更換工具頭即可。多種多樣的生產選擇使 Eva 成為一個非常通用的制造解決方案。但是，Eva的多功能性并不止于此。對于 FDM 打印，Eva 有兩個可快速更換的工具頭，一個帶有雙擠出機，另一個用于快速打印。該機器支持多種熱塑性塑料，包括 ABS 碳纖維、PLA、尼龍、PC 和 TPU。3 軸 CNC 組件還具有獨立的工具頭，適用于從木材、塑料到鋁等柔軟耐用的材料。同樣，激光雕刻機/切割機具有低功率和高功率工具頭選項。

這些工具可以在不到一分鐘的時間內相互交換。一個人可以使用 N-Play 軟件操作所有三個制造過程。Namma EVA 的構建體積為 1,000 x 500 x 500 毫米，是一款功能強大且靈活的塑料混合制造機器。

4. 3D Systems Atlas HS


△Atlas HS 混合 3D 打印機 CNC 機器（來源：3D Systems）

在 2022 年被行業(yè)巨頭 3D Systems 收購之前， Titan Robotics 多年來一直在制造Atlas HS混合增材和減材機器。Atlas 通過顆粒擠壓快速打印，然后在打印過程中或之后通過銑削快速平滑零件，同時將零件保留在打印床上。Atlas HS 的設計和制造旨在滿足航空航天、汽車、鑄造和消費品等行業(yè)客戶的需求。該公司表示，Atlas HS 上的混合增材和減材系統(tǒng)使用戶能夠在一臺機器上快速且經濟高效地制造最終用途零件、模型、模具、工具、夾具和夾具。

用戶可以使用顆粒原料將材料成本降低多達 10 倍，并通過在打印床上自動銑削零件來降低人工成本。Atlas-HS 上的高溫材料包括 CF-PEI、GF-PEKK 和 GF-PC，帶有 Titan 自己的顆粒擠出系統(tǒng)和工業(yè)加熱外殼。Atlas-HS 在同一個龍門架上集成了一個 3 軸銑削系統(tǒng)，因此可以在打印過程中和之后對 3D 打印部件進行加工。Atlas HS 還提供雙顆粒擠出機和用于雙重打印和銑削功能的主軸工具頭

5. Sugino Xtended


△Sugino Xtended 3D CNC（來源：Sugino）

總部位于意大利的Sugino 的 Xtended使用基于粉末的激光金屬沉積 (LMD)（DED 的一種形式）來 3D 打印金屬零部件。該平臺采用雙頭設置，結合了 Ambit（如下所示）激光加工頭和帶 13 種工具選項的 5 軸 CNC 頭。LMD 使用1,064 nm 光纖激光器，與鉻鎳鐵合金、鈷合金、不銹鋼和工具鋼兼容。標準加工頭具有 200-700W 的功率輸出和 0.8-1.2 毫米的沉積寬度，而可選的二次加工將功率提高到 500-1,000W，同時還將沉積寬度增加到 1.5-2.2 毫米。CNC 刀具選項可從 13 種刀具擴展到 21 種刀具，特別用于快速原型制作和修復現有的、損壞的零部件。


6. Matsuura (松浦) Lumex Avance-60


△Matsuura (松浦)Lumex Avance-60 混合3D打印機和數控銑床

日本制造商 Matsuura 是2002年首批將增材制造和減材制造商業(yè)化的公司之一。Lumex Avance-60 采用 SLM 3D 打印機，可以使用 1,000W 鐿光纖激光器處理 Matsuura 的金屬粉末，包括不銹鋼、鈷、鈦、鋁和鎳合金。該機器具有 600 x 600 x 500 毫米的打印體積，可以快速高效地打印大型部件，例如整個 V8 發(fā)動機缸體。它還具有用于材料回收的自動粉末回收系統(tǒng)。Lumex Avance-60 采用高速銑削主軸，用于 CNC 加工，提供 20 種刀具選項。該機器使用 Matsuura 專有的 CAM 軟件來定義激光掃描和銑削路徑。

除了 Lumex Avance-60 之外，Matsuura 還生產功能更弱但更緊湊的 Lumex Avance-25 型號。這種低端型號具有相同的工具選項，但主軸電機和激光器的功率較弱。這兩種型號都針對廣泛的行業(yè)，從原型制作和注塑成型到要求苛刻的汽車、航空航天、醫(yī)療和能源應用。
7. 日本沙迪克Sodick
2014年7月，日本沙迪克公司（Sodick）宣布開發(fā)出使用金屬材料加工的3D打印機“OPM250L”，將于2014年10月開始銷售。這款打印機采用金屬光成型復合加工方法，利用激光熔融凝固金屬粉末的沉積成型與基于切削加工的精加工組合在一起。




8. DMG Mori Lasertec Hybrid


△DMG Mori Lasertec 系列混合 DED 3D 打印 CNC 銑床（來源：DMG Mori）

DMG Mori 生產 Lasertec 系列混合 DED 3D 打印 CNC 銑床。Lasertec 系列包括 Lasertec 65、125、3000 和 6600。每臺機器都有一個用于金屬材料沉積的 5 軸同軸噴嘴，每臺都配備了 3,000W 光纖激光器，但 6600 除外，它將默認激光功率降至 2,000W。它們支持多種金屬材料，從不銹鋼和工具鋼到鎳和銅合金、鈷鉻合金和青銅。2022 年，該公司為混合動力機器增加了新開發(fā)的藍色激光器。它具有更好的吸收性能，例如，可以加工純銅。

由于能夠生產近四米長的零件（在 6600 上），DMG Mori 將 Lasertec 系列定位于制造和維修要求苛刻的行業(yè)的零件。通過集成數字化解決方案，這些機器面向航空航天、石油和天然氣、能源和工程領域。

9. Eco-Hybrid


△Hans Weber Eco-Hybrid有四種尺寸可供選擇，將熔融顆粒制造或 FDM 打印與顆粒材料和加工相結合。

連續(xù)增材打印工藝允許生產大批量和極具彈性的組件。在打印之后或打印期間，進行 5 軸加工以優(yōu)化精度和表面。該公司表示，這使得該系統(tǒng)成為生產用作快速原型或用于最終生產小型和大型系列的粗略部件的理想選擇。由于其尺寸范圍很大，最大的打印機可以用于建筑行業(yè)的模板制造或模具制造行業(yè)的鑄模制造。CNC 加工能提高精度和光潔度。

10.CEAD BEAD


△CEAD 的 BEAD 是用于大規(guī)模 3D 打印和精密銑削的一體式解決方案（來源：CEAD）

德國的 CEAD 于 2021 年與意大利的 Belotti 合作，利用他們各自在增材制造和減材制造方面的專業(yè)知識制造了BEAD，這是一種大型增材制造機器。BEAD 采用 CEAD 工業(yè)級 FDM 擠出機，使用聚合物顆粒。該系統(tǒng)的最高噴嘴溫度為 400°C，可以打印多數顆粒狀熱塑性塑料，從 PP、ABS 和 PETG 到纖維增強和高性能材料，如 CF 尼龍或 PEEK。利用Belotti 的 5 軸 CNC 加工中心和 8 到 60 個工具更換位置，BEAD 提供了大量的多功能性。該機器有多種龍門架配置，尺寸可達 50 x 11 x 5 米。由于廣泛的材料庫和巨大的格式，BEAD 被用于航空航天、汽車和海洋工業(yè)，以生產模具、插頭和高壓滅菌工具。

11. Mazak Integrex i-400 AM


△Mazak Integrex i-400 AM 混合 3D 打印機和 CNC 銑床（來源：Mazak）

日本Mazak的Integrex i-400 AM是一款 5 軸 DED/CNC 機器，該公司稱此款機器是用于零件高效一體化加工的解決方案。Integrex i-400 AM 使用光纖激光器熔化金屬粉末。Mazak 表示，該機器能夠將多種金屬材料連接成一個零件，從而能夠修復渦輪葉片等要求苛刻的部件。自動換刀裝置根據使用的材料和系統(tǒng)屬性將高速或高精度刀頭裝入 CNC 機床。Mazak還提供該機器的 Integrex i-400S AM 版本，此升級版本增加了車削主軸和銑削主軸，以最大限度地減少對夾具、工具和處理的需求。

12. Optomec Lens Machine Tool Systems


△Optomec Lens 860 混合制造系統(tǒng)（來源：Optomec）

Optomec 總部位于新墨西哥州，成立于 1997 年，是增材制造領域的資深人士。該公司生產結合了 DED 金屬打印機和 CNC 銑削的Lens 860 機床系統(tǒng)(MTS)。MTS 機器有開放式或受控氣氛兩種版本。兩臺機器都提供相同的生產率，配備 3kW 激光器、四個送粉器和一個 16 工具 ATC。它們標配了 3 軸運動系統(tǒng)，但可以選擇升級到 4 軸或 5 軸系統(tǒng)。兩臺 Lens 機器都使用帶有專有 Optomec 軟件的西門子控制器。

13. Mantle P-200


△用于模具和工具制造的 Mantle P-200 混合制造系統(tǒng)（來源：Mantle）

加利福尼亞初創(chuàng)公司 Mantle 生產一種獨特的混合制造機器，專注于模具和工具的制造。Mantle 的 P-200使用專有的金屬擠壓 3D 打印技術，稱為 TrueShape 工藝。P-200 將此工藝與高精度 CNC 工具結合在一臺機器中。TrueShape 方法類似于 FDM，但使用 Mantle 的金屬糊狀材料，包括 P2X 和 H13 工具鋼。這些漿料被分層擠壓、干燥，然后進行 CNC 加工以提高精度和改善表面光潔度。最后，零件必須在高溫爐中燒結成致密的鋼部件，例如 Mantle 的 F-200。

Mantle 指出這種專有工藝為組件提供了極高的細節(jié)精度和無層線的高質量表面。P-200 可以生產用于醫(yī)療和消費品生產的精密模具。Mantle 的軟件會自動為每個零件確定最佳的加法和減法刀具路徑策略。

14. Meltio Hybrid Engine


△Meltio Engine 金屬 3D 打印單元可以集成到幾乎任何 CNC 機器中（來源：Meltio）

西班牙金屬 3D 打印機制造商 Meltio 提供了一個名為Meltio Engine的 CNC 集成單元，它可以將幾乎任何工業(yè) CNC 機器或機器人平臺變成一個沒有固有尺寸限制的混合金屬制造系統(tǒng)。該公司表示，通過改造用戶現有的 CNC 機器，用戶將擁有一種新的能力來進行具有成本效益的組件創(chuàng)建、維修、零件擴充和功能添加Meltio 系統(tǒng)是一種定向能量沉積 (DED) 工藝，當焊珠被引入激光生成的熔池時，焊珠以粉末或線材的形式精確堆疊在一起。Meltio 的技術封裝在一個緊湊的沉積頭中，該沉積頭帶有多個激光器，能夠同時處理金屬線和粉末。

15. Hybrid Manufacturing Technologies（HMT）


△Ambit DED 工具頭可以改裝到大多數 CNC 機器上（來源：Hybrid Advanced Manufacturing）

另一家可以使用增材制造技術改造現有機床的公司是總部位于美國的Hybrid Manufacturing Technologies (HMT)。該公司表示混合制造一體機顯著降低了成本，并為 CNC 操作員提供了簡單操作的途徑。HAM提供的 Ambit專利技術可更換工具激光熔覆頭或帶有對接系統(tǒng)的擠壓頭，可以升級幾乎所有具有激光金屬沉積或 FDM 的 CNC 機器，能夠修復高價值金屬部件并為現有部件添加其他功能。HMT還可以升級現有的垂直平臺，以在一個系統(tǒng)中實現增材和減材加工功能，或者創(chuàng)建帶有定制頭的定制解決方案以滿足用戶的目標。
國內混合制造機器廠商

●酷鷹-五軸增減材一體機（BGAM）





上�？狷椏萍加邢薰�司是專注于工業(yè)級大尺寸非金屬增材制造（3D打印）的高科技企業(yè)，為客戶提供大尺寸非金屬增材制造（及增減材一體化）設備及全套解決方案，業(yè)務涵蓋大尺寸非金屬3D打印設備（增減材一體化設備）的研發(fā)與生產、大尺寸非金屬3D打印定制化產品服務、非金屬3D打印原材料研發(fā)與生產、3D打印工業(yè)軟件的定制與開發(fā)。

五軸增減材一體機（BGAM）是酷鷹專為增減材一體化制造打造的集成增材制造與五軸減材加工為一體的工業(yè)級大型龍門3D打印機，成型尺寸高達 10m x 4m x 2.5m，打印頭擠出量可達50kg/h，具有雙龍門結構，可以在同一臺設備進行3D打印和五軸加工。適用于制造大型及超大型模具、零部件及工業(yè)工具等。此款打印機可以提供從模型優(yōu)化，到3D打印、CNC后處理，提供全流程一站式服務，適用于制造各類大尺寸復材模具、熱壓罐模具、碳纖維模具等，模具可耐220℃高溫及0.6Mpa壓力不變形，在小批量大尺寸模具制造以及特種行業(yè)的模具迭代升級研發(fā)上有著傳統(tǒng)模具無法比擬的優(yōu)勢。


●山東雷石-LAM系列


△南極熊專訪山東雷石創(chuàng)始人侯帥博士（右）


山東雷石主要的技術路線是定向能量沉積（DED），在今年的TCT展會上山東雷石帶來了基于定向能量沉積的兩個系列產品：氣氛環(huán)境箱送粉式五軸3D打印設備和五軸聯動增減一體化設備。

五軸聯動實現了增材制造從平面切片向空間曲面切片，從三軸向五軸動作的突破。五軸打印不僅可以任意角度傾斜，無需打印輔助支撐，節(jié)省大量時間和材料；而且能實現曲面定向和擺動沉積，曲面不等厚度片、體沉積等，五軸控制積層造型，保證金屬零件的成型尺寸和形位精度，可實現復雜曲面、功能梯度材料等的打印和修復工作。




△LATEC LAM-150v艙內圖


LATEC LAM-150V在整體葉盤、機匣、葉片復雜的零件修復有巨大的優(yōu)勢，可以使損傷的零部件恢復外形尺寸，還可以使其性能得到提升甚至超過新品的水平，可大幅提高生產效率，減少生產成本。整體設計從人機工程學出發(fā)，便于操作；可實現多材料、異質材料零件的增材制造，具有成型速度快，精度高，體積小等優(yōu)點；憑借其“精準定位+可控增材”的特點在小型結構件的修復/再制造及新材料開發(fā)領域展現出良好的應用前景。


●武漢天昱

武漢天昱的“智能微鑄鍛銑復合增材制造”技術和設備由公司首席科學家、華中科技大學張海鷗教授及其團隊自主研發(fā)，將鑄、段、銑削“三合一”，用一臺設備就能生產結實、耐磨的金屬產品成品，可直接應用，打破了3D打印行業(yè)存在的最大障礙，有望開啟人類實驗室制造大型機械的新篇章。





2021年推出了“全新一代智能鑄鍛銑短流程綠色復合制造機床融”，此設備融合人了武漢天昱在設計、材料、工藝、軟件、核心器件及產品復合制造方面的經驗，集成國產數控機床主機、數控系統(tǒng)、功能部件及萬向微鑄鍛系統(tǒng)，具有完全自主知識產權，是武漢天昱核心技術—“金屬3D'微鑄鍛'技術”產業(yè)化應用的第四代大型全剛性惰性氣氛保護快速制造裝備。





●全密閉氣氛環(huán)境成形尺寸更大
TY4000L有效成形尺寸達3m×2m×2m，相比前期版本，全密閉環(huán)境成形體積擴大6倍以上。


●功能集成智能化程度更高
TY4000L將微鑄鍛銑系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)、反饋修復系統(tǒng)、氣氛保護系統(tǒng)全面模塊化進行中控，相比前期版本，反饋調節(jié)響應效率更高，裝備運行更穩(wěn)定。


●產品覆蓋范圍更廣
TY4000L首次配備復雜成形鑄鍛頭，可實現密閉環(huán)境下電弧/等離子弧雙熱源雙送絲自由切換，多工序無縫銜接，在保證成形質量的同時，效率大幅度提升，覆蓋更多特殊材料及復雜特征高端鍛件制造需求。



●中科煜宸

南京中科煜宸激光技術有限公司自2013年成立以來，始終致力于從事激光增材制造設備（3D打印、表面技術）、核心器件的研發(fā)與制造中科煜宸已研發(fā)五軸聯動增減材復合制造設備、柔性機器人增減材復合制造設備等系列化設備。


△五軸聯動增減材復合制造機床RC-800LH


整體系統(tǒng)由減材系統(tǒng)和增材系統(tǒng)兩部分組成。減材系統(tǒng)的主體為立式五軸加工中心（3直線軸+AC搖籃工作臺），配置五軸控制系統(tǒng)；增材系統(tǒng)由激光器、傳輸光纖、環(huán)形或多路送粉加工頭、送粉器以及熔池監(jiān)控系統(tǒng)等組成。同時，機床還配置了增減材離線編程軟件、可選配智能在線監(jiān)控與運維系統(tǒng)、激光對刀儀、冷卻系統(tǒng)等輔助設備。機床可實現鎳基合金、鈷基合金、鐵基合金等金屬材料的增減材復合加工，主要針對工業(yè)領域高端模具、航空航天領域等高附加值、具有復雜曲面特征、小批量零件的生產制造及修復。


△柔性機器人增減材復合制造系統(tǒng)LHM-2000-R


LHM-2000-R是中科煜宸自主開發(fā)的系列化柔性機器人增減材復合制造系統(tǒng)中的重載加工設備。本系統(tǒng)使用機器人和φ2000mm重型雙軸變位機作為動作執(zhí)行機構，可集成電弧送絲打印系統(tǒng)和激光送粉打印系統(tǒng)；同時，還配置了專用增減材離線編程軟件、智能在線監(jiān)控與運維系統(tǒng)、熔池在線監(jiān)控系統(tǒng)等輔助設備；可實現鋁合金、鎳基合金、鈦合金、鐵基合金等金屬材料的增減材復合制造，具有柔性程度高、加工幅面大、效率高以及制造修復的一體化等功能特點。



●創(chuàng)想三帝-G40大型模具增減材一體化加工中心





創(chuàng)想三帝G40融合增減材一體化制造工藝和高分子顆粒材料，面向加工制造領域打造出螺桿擠出3D打印和CNC五軸加工一體化加工中心。從精細化設計、模型優(yōu)化、到3D打印、CNC后處理，提供從設計到成品的整套加工，適用于制造各類常溫成型模具及，可替代傳統(tǒng)石膏模具、環(huán)氧樹脂模具、木模等，不僅可以降本而且可以提升時效性，實現自動化生產，是模具成型的理想解決方案。






G40是創(chuàng)想三帝專為智能化制造推出的集成3D打印與五軸減材為一體的工業(yè)級大型龍門3D打印機，成型尺寸高達 3725mm x 2500 x 1330mm，打印頭擠出量可達30kg/h，可以分區(qū)域控制加熱平臺，打印的可控性更優(yōu)。即適用于制造大型模具，又適用批量生產的零部件及工業(yè)工具等。

日本沙迪克（Sodick）公司從2014年就開始推出混合制造的OPM系列打印機。
SLM+CNC，加工精度可以達到±0.01mm。

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