DMG MORI的增材制造與減材制造技術(shù)

DMG MORI供稿

DMG MORI的增材制造與減材制造技術(shù)

DMG MORI供稿

David Curtis博士

謝菲爾德大學(xué)與波音公司合作建立的先進(jìn)制造研究中心（AMRC）用DMG MORI的LASERTEC 65 3D進(jìn)行增材制造與減材制造應(yīng)用的研究。AMRC的David Curtis博士介紹說(shuō)：“這對(duì)于用3D打印技術(shù)生產(chǎn)許多行業(yè)的零件起到巨大推動(dòng)作用。已有大量零件用3D打印方式制造，但我們研究的重點(diǎn)在于突破現(xiàn)在部分成熟工藝的限制，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。毫無(wú)疑問(wèn)，隨著這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，我們將能看到越來(lái)越多的應(yīng)用。”

這項(xiàng)研究由需要增材制造和減材制造的業(yè)內(nèi)合作伙伴共同開(kāi)發(fā)。他們將這項(xiàng)技術(shù)視為重大的顛覆性技術(shù)，將徹底改變?cè)S多產(chǎn)品的生產(chǎn)的面貌。David Curtis博士介紹說(shuō)，“英國(guó)的制造商對(duì)這項(xiàng)技術(shù)越來(lái)越感興趣，我們與英國(guó)的其他研究中心合作研究顛覆性技術(shù)和冶金技術(shù)。”

“目標(biāo)是搞清楚該工藝的能力和提升該技術(shù)的應(yīng)用水平。我們將研究更多的可能，例如在基礎(chǔ)件上形成多種幾何元素或從零開(kāi)始形成幾何元素，增材與減材的順序制造以及其制造能力。也將研究堆焊與激光熱處理的可能。還將研究所生產(chǎn)的零件的致密性，包括微觀組織，以及重復(fù)性能否充分地滿足關(guān)鍵工件的要求。”David Curtis博士補(bǔ)充說(shuō)，“十分清楚的是增材制造和減材制造對(duì)于非關(guān)鍵零件是非常合適的生產(chǎn)方式。將零件焊在結(jié)構(gòu)件上，就像LASERTEC 65 3D機(jī)床進(jìn)行的加工一樣，這將是一種十分不同于鍛造或粉末冶金的制造方法。我們將研究后處理方法，例如堆焊高硬度材料層，確保功能所需的強(qiáng)度。還包括增材制造過(guò)程中改變材質(zhì)成份的可能性。”

作為AMRC的一級(jí)成員，DMG MORI非常高興地參與這些研究項(xiàng)目，AMRC也已選擇LASERTEC 65 3D開(kāi)展他們的研究活動(dòng)。DMG MORI已參與多個(gè)AMRC項(xiàng)目，包括提供DMG MORI的ULTRASONIC 10超聲加工機(jī)床，用于PCD刀具對(duì)碳纖維材質(zhì)的加工。現(xiàn)在正在研究深冷加工，它具有加工區(qū)干凈的優(yōu)點(diǎn)，可用于加工高強(qiáng)度的材質(zhì)，例如鈦，現(xiàn)在通常都是用濕法加工。為支持該研究項(xiàng)目，DMG MORI有一名工程師常住謝菲爾德現(xiàn)場(chǎng)，AMRC也與德克爾馬豪弗朗頓的工程師保持良好的合作關(guān)系，在弗朗頓研究人員召開(kāi)技術(shù)討論會(huì)和接受更多培訓(xùn)。

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LASERTEC 65 3D用激光堆焊方式形成工件，在5軸加工中將兩種不同的粉末材質(zhì)結(jié)合在一起，其速度比粉床方式快10倍。該機(jī)可形成的最大工件直徑達(dá)500mm，工件可帶底切，也不需要支撐結(jié)構(gòu)。這項(xiàng)技術(shù)還能加工帶內(nèi)冷道的零件，在生產(chǎn)中能持續(xù)監(jiān)測(cè)和測(cè)量激光堆焊過(guò)程。銑削加工期間，激光頭移到加工區(qū)外，確保激光頭的安全，因此可以交替進(jìn)行銑削與激光堆焊，否則難以或無(wú)法一次完成加工。該機(jī)的特別亮點(diǎn)是配備超聲加工技術(shù)。因此用增材制造法堆焊的耐磨層可在堆焊后用超聲技術(shù)進(jìn)行加工。DMG MORI在全球設(shè)有四家增材制造技術(shù)中心，擁有材質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)以及增材制造的參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)并能與客戶合作開(kāi)發(fā)針對(duì)用戶具體材質(zhì)的加工工藝。

該項(xiàng)研究的第一個(gè)應(yīng)用是用增材制造和減材制造技術(shù)生產(chǎn)齒輪。現(xiàn)在的齒輪生產(chǎn)技術(shù)都已成熟，這項(xiàng)顛覆性的技術(shù)可能徹底改變未來(lái)的生產(chǎn)方式。其他研究項(xiàng)目還包括與航空航天領(lǐng)域密切相關(guān)的應(yīng)用，研究將該技術(shù)應(yīng)用到先進(jìn)材質(zhì)的可能性及應(yīng)用方法。David Curtis博士介紹說(shuō)：“AMRC與波音公司合作伙伴一道正在研究接近最終形狀的方法，這些研究成果將在英國(guó)及海外通過(guò)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)和會(huì)議發(fā)表。增材和減材制造也將成為AMRC工廠2050計(jì)劃的重要組成部分，將在可配置、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的制造環(huán)境中創(chuàng)建新一代的人機(jī)界面。”

AMRC執(zhí)行院長(zhǎng)Keith Ridgway CBE教授補(bǔ)充說(shuō)：“我們的目標(biāo)是使工廠2050項(xiàng)目發(fā)展成為全球最先進(jìn)的工廠，在這里開(kāi)展合作研究，確保為英國(guó)的先進(jìn)制造供應(yīng)鏈提供他們所需的專業(yè)技術(shù)，滿足大部分新挑戰(zhàn)的要求和創(chuàng)造新機(jī)遇，以及確保我們所在地在全球高附加值制造中保持國(guó)際領(lǐng)先水平。”□