3D打印和CNC同臺,讓渦輪發動機燃燒器更高效
當前普遍的共識是增材制造(3D打印)與減材制造(CNC機加工)的關系并不是替代關系,而是互補關系,針對于某個應用,將增材制造和減材制造的優勢發揮出來,可以極大的提升生產水平。
也有的機床廠商通過在CNC機床上加裝增材制造裝置來實現兩種加工模式的混合加工,(詳見3D科學谷發布的傳統機床跨界3D打印的巨頭有哪些?)機床廠商大隈公司目前沒有計劃推出自己的混合加工設備,他們選擇的是與激光沉積技術(LENS)制造商合作。本期,3D科學谷與谷友一起來領略大隈的自動化增材與減材協調作業是如何實現的?點擊:http://v.qq.com/boke/page/s/m/b/s03009tpsmb.html 觀看視頻
大隈認為最大化增材制造與減材制造潛能的方法不是將兩種技術集成到同一臺設備中,因為加工環境和加工速度不一樣,對于集成到同一臺設備來說,一種技術在加工的時候,另外一種技術處于“等待”狀態,這對設備的產能是浪費的。而將兩種技術獨立開來,中間由自動化機器手或者是多托盤系統來實現協調作業,可以將工作效率最大化。
視頻顯示了一個自動化單元模塊。這個特殊的自動化單元含有三臺RPM的激光沉積機(近凈型激光成型技術)與一臺大隈的MU-6300V五軸立式加工中心,這是一條Fastems的柔性制造系統。3D科學谷認為只所以是一臺CNC五軸立式加工中心對應三臺增材制造設備,是因為相比與CNC加工技術來說,增材制造的速度是慢的,而在本視頻中,大約是3:1的配比最合適。
除了加工速度,將增材加工與減材加工分開的另外一個原因是兩者對加工環境的要求不一樣。RPM的激光沉積系統的設計是為了保持氧含量低于百萬分之10(PPM)以防止金屬粉末的氧化,工作區露點低于50°C。
來源:am
在增材制造完成后,將零件送去熱處理將有效提升零件的性能,熱處理無論是外包還是在自動化過程中內部進行都可以,結合熱處理工序都不會破壞工藝流程,從一臺機器到另一臺機器的自動生產線顯示了充分的柔性化,而后期的其他工序包括清洗、標識、檢驗等,都很容易融合進來。
本案例中為什么要將增材制造和減材制造結合一起,一個明顯的好處是節約材料、縮短加工時間以及節約成本。原來如果僅僅通過CNC一種加工工藝,則需要將2000磅的鍛件工件加工到200磅的零件,這意味著1800磅的金屬去除量。而通過激光沉積的增材制造方法,只需要400磅的鍛造工件,這意味著只有200磅的切削去除量,那么同樣多的材料通過增材與減材的組合就可以生產九個零件,而不是一個零件。
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