混合增材制造需要考慮什么細(xì)節(jié)？看三井精機(jī)如何說(shuō)

通常，當(dāng)談起混合增材制造技術(shù)的時(shí)候，我們一個(gè)直觀的感受就是這項(xiàng)技術(shù)還有一些不完善的地方。一方面，混合增材制造設(shè)備的價(jià)格要高于單純的CNC金屬切削機(jī)床價(jià)格，而設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，同時(shí)影響的是加法和減法兩種加工技術(shù)；另一方面，混合增材制造設(shè)備的增材制造技術(shù)是LENS吹粉技術(shù)，考慮到吹粉增材制造技術(shù)將出現(xiàn)大量的多余金屬粉末需要回收再利用，而增材制造結(jié)束后下一個(gè)環(huán)節(jié)的CNC金屬切削加工又將帶來(lái)斷屑和冷卻液，在同一個(gè)加工區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)加法與減法加工，粉末的回收與加工區(qū)的清潔將成為影響加工效率的一大障礙。

三井精機(jī)是機(jī)床制造商，致力于在精密加工領(lǐng)域提供解決方案。最近，三井精機(jī)推出了最新研制的增-減材混合機(jī)床Vertex55X-H，這款設(shè)備與其他機(jī)床廠商推出的混合增材制造設(shè)備類似可以實(shí)現(xiàn)車削、研磨、鉆孔等機(jī)加工工序，也可以通過(guò)LENS激光近凈成型的技術(shù)來(lái)完成增材制造的加工工序。那么，三井精機(jī)的這款混合增材制造設(shè)備如何發(fā)揮機(jī)加工與增材制造兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，而又減少增材制造和機(jī)加工對(duì)加工環(huán)境要求的不同而造成的相互干擾呢？本期，3D科學(xué)谷與谷友一起來(lái)了解下。

與大多數(shù)機(jī)床廠商的混合增材制造設(shè)備類似，三井精機(jī)的增材制造系統(tǒng)也來(lái)自Hybrid Manufacturing Technologies公司，通過(guò)激光熔覆頭來(lái)對(duì)金屬粉末進(jìn)行增材制造工藝，激光熔覆頭將金屬粉末輸送到被激光熔化的熔池區(qū)域。激光熔覆頭通過(guò)刀柄被安裝在機(jī)床主軸上，在不使用的時(shí)候，激光熔覆頭被收放在刀庫(kù)中。

熔覆頭被收放在三井精機(jī)刀具庫(kù)中

然而，混合增材制造僅僅是將激光熔覆頭添加到機(jī)床的刀庫(kù)中這么簡(jiǎn)單么？顯然不是，機(jī)床本身需要調(diào)整配置，從而可以安全的使用激光，并且可以使粉末在供粉系統(tǒng)中流動(dòng)。

那么如何清理冷卻液呢？通常，冷卻液的使用和激光熔覆過(guò)程必須嚴(yán)格分開(kāi)。然而，在三井精機(jī)的日本總部，三井精機(jī)在冷卻液未干的工件表面通過(guò)使用空氣吹干的方式去除掉大部分冷卻液，然后通過(guò)激光驅(qū)除掉其余的冷卻液，隨之在工件表面進(jìn)行激光熔覆加工。

另外一個(gè)重要考慮因素是對(duì)機(jī)床的保護(hù)。因?yàn)橐恍┙饘俜勰┛偸侨菀足@到機(jī)床的縫隙中，當(dāng)這些粉末進(jìn)入到機(jī)械系統(tǒng)如滾珠絲杠和導(dǎo)軌中的時(shí)候，就容易影響機(jī)加工的精度。在這方面，三井精機(jī)將石墨銑削加工的經(jīng)驗(yàn)融入進(jìn)來(lái)，與避免石墨粉末進(jìn)入到機(jī)床部件中的機(jī)床設(shè)計(jì)類似，三井精機(jī)將類似的解決方案“移植”到混合增材制造設(shè)備中來(lái)。

Vertex55X-H主要用于航空航天、電力、能源等行業(yè)如渦輪、壓縮機(jī)葉片等部件的修復(fù)。當(dāng)然，機(jī)加工與增材制造的結(jié)合并不是全部，這些修復(fù)的部位還需要進(jìn)行局部熱處理、清洗等工作，三井精機(jī)認(rèn)為全套解決方案是他們下一步的工作。

延伸閱讀：《增材減材一起來(lái)！三井精機(jī)推出新型3D打印-切削混合加工設(shè)備》

來(lái)源：3D科學(xué)谷