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关于混合数控机床,你需要知道的五个要点

来源:Ringier 发布时间:2024-02-06 418
增材制造3D打印与增材制造设备 技术前沿产业动态
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混合动力机床可用于维修、覆层、添加零件特征和打印整个零件。其中重要的一点是,在这些应用中,需要不同程度的设计。对于维修,设计已经存在——目标是将工具或零件返回设计。但对于完整零件来说则需要设计,而且要发挥增材制造的优势。其他应用则介于两者之间。

Jason Jones是混合制造技术公司(HMT)的联合创始人,该公司为数控机床提供可更换刀具的金属沉积系统。最近,Jones就混合机床的现状和应用提出了一些有助于更好理解混合机床的观点。

 

 

在不涉及设计时,混合是使用增材制造的选项
混合动力机床可用于维修、覆层、添加零件特征和打印整个零件。其中重要的一点是,在这些应用中,需要不同程度的设计。对于维修,设计已经存在——目标是将工具或零件返回设计。但对于完整零件来说则需要设计,而且要发挥增材制造的优势。其他应用则介于两者之间。

 

“我们使用的术语是‘设计权威’,”Jones说,“机械加工车间通常不具备这种能力。尽管机械加工车间是天生的采用者,因为混合动力技术为他们提供了增加金属增材能力的直接方法。在机械加工设备中,由于他们往往无法控制设计,因此维修工作通常是混合应用的基础。

 

 

热处理不必成为混合应用的障碍
许多零件需要在3D打印和精加工之间进行热处理。Jones指出,在许多工艺中都会对整个零件进行热处理,因为这是HMT多年来一直在做的事情。但另一种方法,即只对需要进行热处理的零件关键区域进行局部热处理,也是可以纳入混合循环的一个步骤。

 

他指出,还有另一个考虑因素:在许多情况下,热处理是对只能使用一种金属来制造固体形状这一假设的让步。即使经过热处理,多金属解决方案的性能也往往高于单独使用一种材料。

 

这种模具镶件的寿命主要取决于上表面边缘的磨损情况。混合材料可用于提高该区域的耐磨性,而不是用昂贵的耐磨材料制造整个零件。在该零件中,使用结合了金属和陶瓷的3D打印金属基复合材料可显著延长边缘寿命

 

 

混合包覆为硬质或高性能部件和模具提供了一种多材料选择
混合技术的许多应用涉及看似简单的增材操作,例如熔覆。但是,如果能在一个步骤中将熔覆与精密加工相结合,熔覆就不仅仅是熔覆了。HMT参与的项目展示了如何通过在模具本体上覆层硬质表面来简化模具制造,而模具本体是由较软的金属制成的,成本更低,更易于加工。在其他类型的零件上,同样的技术提供了一种有效实现抗氧化或抗腐蚀的方法。

 

他说:已经看到,单层沉积在某些情况下为几毫米,而在其他情况下则小至0.1毫米,并且可以提供与同样硬质材料制成的工具相当的硬度。

 

该混合平台可在数控机床的一个周期内完成3D打印、加工和测量。HMT开发了左侧的沉积头和右侧的检测头

 

与其他3D打印平台相比,混合动力技术能捕捉更多的增材制造过程
增材制造不仅仅是3D打印。Jones表示:增材制造必须包括成型、熔合、精加工和定型。这意味着该过程必须包括材料分层、巩固层、加工以及检查和验证。在增材制造中,所有这四项都需要具备。但围绕3D打印的对话往往只关注成型和熔融。

 

后处理往往被忽略。混合技术的优势在于提供了一个将所有这些考虑因素结合在一起的增材制造平台。加工与3D打印一样,都是一个过程,而将加工统一到一个设置中则有助于质量控制。在同一个混合平台中加入检测头可以完成工作。

 

 

具有嵌入式传感功能的部件,是混合设备的未来应用
混合动力应用的成功轨迹是从原型到零件再到智能产品。“当前,原型应用已经成熟,”Jones说,“零件是我们现在的重点。下一步是通过嵌入式传感技术,利用混合动力技术创造出能够自我调节或自我监控的产品。”

 

他指出,混合动力平台天生就具备实现这一点的条件。系统操作并不局限于材料沉积和加工。在循环过程中自动安装嵌入式功能的能力,是混合动力系统的另一大特点,随着这些应用的发展,这一特点也将自然而然地得到发展。

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