加減搭配、干活不累，深度剖析個(gè)中緣由

關(guān)于增材制造與減材制造如何搭配，市場(chǎng)上有兩種解決方案：
一種是像傳統(tǒng)機(jī)床廠商馬扎克、德馬吉森精機(jī)、三井精機(jī)這些傳統(tǒng)機(jī)床廠商將增材制造所用的激光熔覆頭集成到機(jī)床中來(lái)，與刀具配合完成“加法制造”與“減法制造”。
一種解決方案是通過(guò)像Fastems這樣的柔性制造系統(tǒng)將一個(gè)工件先是通過(guò)“加法制造”出來(lái)，然后由機(jī)械手送去熱處理，最后再通過(guò)機(jī)械手將工件送去機(jī)床進(jìn)行精加工。

在增材制造商RPM和傳統(tǒng)機(jī)床商大隈看來(lái)，將增材制造與減材制造通過(guò)自動(dòng)化貫穿起來(lái)，可以創(chuàng)建復(fù)雜的部件，而不需要鑄造、鍛造的前期工序。機(jī)加工可以保證零件嚴(yán)格的尺寸公差和表面光潔度要求。

關(guān)于將增材制造與減材制造分開的原因，大隈認(rèn)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(shù)集成到同一臺(tái)設(shè)備中，因?yàn)榧庸きh(huán)境和加工速度不一樣，對(duì)于集成到同一臺(tái)設(shè)備來(lái)說(shuō)，一種技術(shù)在加工的時(shí)候，另外一種技術(shù)處于“等待”狀態(tài)，這對(duì)設(shè)備的產(chǎn)能是浪費(fèi)的。而將兩種技術(shù)獨(dú)立開來(lái)，中間由自動(dòng)化機(jī)器手或者是多托盤系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)作業(yè)，可以將工作效率最大化。

另外就是增材制造和減材制造對(duì)加工環(huán)境的要求不一樣。RPM的激光沉積系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了保持氧含量低于百萬(wàn)分之10（PPM）以防止金屬粉末的氧化，工作區(qū)露點(diǎn)低于50°C。

△RPM的LENS送粉技術(shù)所制造的零件

RPM的Robert Mudge在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了更加深入的剖析，他認(rèn)為將增材制造與減材制造分開有三大理由：

濕度控制：
機(jī)加工過(guò)程中冷卻液的使用阻礙了激光加工環(huán)境中的氬氣環(huán)境的控制。

材料效率：
在一個(gè)專用的增材制造設(shè)備中，大部分未被使用的金屬粉末可以通過(guò)專門的粉末回收裝置得到重新利用。但在混合增材制造設(shè)備中，讓粉末（增材制造過(guò)程中產(chǎn)生的）與斷屑（機(jī)加工過(guò)程中產(chǎn)生的）混合在一起后，要想回收粉末就變得很難。

二次加工：
大部分通過(guò)增材制造完成零部件都需要在機(jī)加工前進(jìn)行熱處理工藝。將兩種工藝分開由專門的設(shè)備來(lái)完成使得中間加入熱處理工藝變得很容易。

△大隈與RPM合作的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器零件

目前，增材制造從速度方面并不高，想獲得更薄的壁，更復(fù)雜的加工形狀，就需要在粉末的沉積速度上加以調(diào)節(jié)。工業(yè)用的很多零部件，通過(guò)增材制造來(lái)完成的速度并不像機(jī)加工這么高效，增材制造完成一個(gè)工件少的為幾十個(gè)小時(shí)，而多的則是幾百小時(shí)。

我們可以考慮到一個(gè)需要40個(gè)小時(shí)通過(guò)增材制造工藝來(lái)完成的零件再通過(guò)機(jī)加工進(jìn)行精加工的時(shí)候如果只需要10小時(shí)，那么將兩種工藝集成到一臺(tái)設(shè)備上，當(dāng)進(jìn)行增材制造的時(shí)候，機(jī)加工的配置則處于閑置狀態(tài)，而將增材制造通過(guò)單獨(dú)的設(shè)備來(lái)完成，就可以釋放機(jī)加工被閑置的這30小時(shí)的產(chǎn)能。

來(lái)源：3d科學(xué)谷
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