混合加工的加和减过程的组合

在过去的几个月里，我一直在关注用于增材制造(AM)的定向能量沉积(DED)工艺，并对其逐层增材制造零件的速度表示赞赏。缺点是尺寸精度。无论是粉末或线材馈电，DED工艺提供了近净形状的零件，需要额外的精加工和后处理，以满足规定的公差。许多用粉末床熔炼(PBF)制成的部件也是如此;然而，与DED相比，用PBF制造的AM零件更接近净形状，可能需要更少的精加工和后处理。尽管如此，一旦构建完成，AM部分很少是“完成”的。

在大多数情况下，AM部分的整理和后处理将在单独的机器中完成。AM部件将在DED（或PBF）系统上，然后在CNC机器（轧机或车床）中转移和安装，以供随后加工和整理。正如您可以想象的那样，建立基准和参考点来确定和定位部分的参考点以及定义CNC机器的刀路路径，尤其是一旦部分与构建板分离。鼓励设计师和工程师包括在零件上找到要素和参考，以帮助建立部分方向和加工的基准。

与此同时，制造业正在发展到可以将加法和减法工艺组合成一个单一系统的地步。这被称为混合制造，现在市场上有几种商用系统。例如，DMG MORI结合了DED(送粉和激光)和五轴数控能力其混合制造系统．与此同时,松和Sodick采用了不同的方法，将PBF和CNC能力结合在其混合制造系统中，以及DMG MORI最近通过自己的PBF和数控混合制造系统作出回应．当然，如果你不想购买一个新的系统，你可以用混合制造技术公司的Ambit送粉激光沉积头来改造现有的数控加工中心，或者用混合制造技术为你的数控机床添加送粉和送丝功能的组合3D Hybrid.．这使您能够以相对最小的成本和努力将传统的减法系统转换为混合制造系统。

我们很幸运能有一个迪尔莫尔CIMP-3D的Lastertec 65混合制造系统我们在宾夕法尼亚州立大学的金属AM实验室。这个系统比实验室里的所有其他设备都要高，观察它的运行是一个奇迹。基于激光的粉末输送系统在建造过程中提供1.5毫米或3毫米的光斑大小，可在一小时内沉积10至15磅的材料。同时，用户可以利用五轴数控能力，在沉积材料后加工或在沉积过程中对零件进行不同角度的定位。这消除了对支撑结构的需要，并使更复杂的几何图形打印，给予额外的移动和旋转自由度。图中所示的喷嘴给你一种感觉，材料是如何添加的，然后从一个部件中减去它。该系统配备了双给粉器，使您可以在沉积过程中通过改变材料组成来对部件进行功能性分级。

尽管在混合制造系统中提供的添加剂和减料制造的强大组合，但我们仍然有很多了解技术。例如，添加和减去材料的最佳序列是什么？刀具路径规划软件可以在我们添加新功能后对减法功能进行碰撞检测吗？同时，我们如何保持加工表面的尺寸完整性，因为我们添加新材料，部分升温并扭曲？当我们减去材料时，我们淋浴了切割液的部件，这将迅速冷却最近添加的任何功能;加热/冷却循环对部件的微观结构和机械性能进行了什么？最后，粉末捕获率在各种构建方向上是什么，随着零件的变化如何围绕五个轴围绕一个（或更多个），以及粉末可以在多大程度上被捕获并重新使用？在使用冷却液淹没后，您当然不会再回收任何粉末！

几乎没有人知道如何结合[添加剂和减去]并优化混合动力车制造过程。其承诺比单独任何单一技术更强大，但我们刚刚开始探索混合动力车制造的新前沿。

正如我告诉那些游览我们的实验室的人，像你这样的加工专业人士知道内外减肥制造;几十年来一直在做。同时，越来越多的人正在学习与金属的添加剂制造的“INS和OUTS”，但此时，几乎没有人知道如何结合两者并优化混合动力车制造过程。其承诺比单独任何单一技术更强大，但我们刚刚开始探索混合动力车制造的新前沿。