DMG MORI的增材制造与减材制造技术

DMG MORI供稿

DMG MORI的增材制造与减材制造技术

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David Curtis博士

谢菲尔德大学与波音公司合作建立的先进制造研究中心（AMRC）用DMG MORI的LASERTEC 65 3D进行增材制造与减材制造应用的研究。AMRC的David Curtis博士介绍说：“这对于用3D打印技术生产许多行业的零件起到巨大推动作用。已有大量零件用3D打印方式制造，但我们研究的重点在于突破现在部分成熟工艺的限制，扩大应用范围。毫无疑问，随着这项技术的发展，我们将能看到越来越多的应用。”

这项研究由需要增材制造和减材制造的业内合作伙伴共同开发。他们将这项技术视为重大的颠覆性技术，将彻底改变许多产品的生产的面貌。David Curtis博士介绍说，“英国的制造商对这项技术越来越感兴趣，我们与英国的其他研究中心合作研究颠覆性技术和冶金技术。”

“目标是搞清楚该工艺的能力和提升该技术的应用水平。我们将研究更多的可能，例如在基础件上形成多种几何元素或从零开始形成几何元素，增材与减材的顺序制造以及其制造能力。也将研究堆焊与激光热处理的可能。还将研究所生产的零件的致密性，包括微观组织，以及重复性能否充分地满足关键工件的要求。”David Curtis博士补充说，“十分清楚的是增材制造和减材制造对于非关键零件是非常合适的生产方式。将零件焊在结构件上，就像LASERTEC 65 3D机床进行的加工一样，这将是一种十分不同于锻造或粉末冶金的制造方法。我们将研究后处理方法，例如堆焊高硬度材料层，确保功能所需的强度。还包括增材制造过程中改变材质成份的可能性。”

作为AMRC的一级成员，DMG MORI非常高兴地参与这些研究项目，AMRC也已选择LASERTEC 65 3D开展他们的研究活动。DMG MORI已参与多个AMRC项目，包括提供DMG MORI的ULTRASONIC 10超声加工机床，用于PCD刀具对碳纤维材质的加工。现在正在研究深冷加工，它具有加工区干净的优点，可用于加工高强度的材质，例如钛，现在通常都是用湿法加工。为支持该研究项目，DMG MORI有一名工程师常住谢菲尔德现场，AMRC也与德克尔马豪弗朗顿的工程师保持良好的合作关系，在弗朗顿研究人员召开技术讨论会和接受更多培训。

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LASERTEC 65 3D用激光堆焊方式形成工件，在5轴加工中将两种不同的粉末材质结合在一起，其速度比粉床方式快10倍。该机可形成的最大工件直径达500mm，工件可带底切，也不需要支撑结构。这项技术还能加工带内冷道的零件，在生产中能持续监测和测量激光堆焊过程。铣削加工期间，激光头移到加工区外，确保激光头的安全，因此可以交替进行铣削与激光堆焊，否则难以或无法一次完成加工。该机的特别亮点是配备超声加工技术。因此用增材制造法堆焊的耐磨层可在堆焊后用超声技术进行加工。DMG MORI在全球设有四家增材制造技术中心，拥有材质数据库以及增材制造的参数设置数据并能与客户合作开发针对用户具体材质的加工工艺。

该项研究的第一个应用是用增材制造和减材制造技术生产齿轮。现在的齿轮生产技术都已成熟，这项颠覆性的技术可能彻底改变未来的生产方式。其他研究项目还包括与航空航天领域密切相关的应用，研究将该技术应用到先进材质的可能性及应用方法。David Curtis博士介绍说：“AMRC与波音公司合作伙伴一道正在研究接近最终形状的方法，这些研究成果将在英国及海外通过学术文献和会议发表。增材和减材制造也将成为AMRC工厂2050计划的重要组成部分，将在可配置、数据驱动的制造环境中创建新一代的人机界面。”

AMRC执行院长Keith Ridgway CBE教授补充说：“我们的目标是使工厂2050项目发展成为全球最先进的工厂，在这里开展合作研究，确保为英国的先进制造供应链提供他们所需的专业技术，满足大部分新挑战的要求和创造新机遇，以及确保我们所在地在全球高附加值制造中保持国际领先水平。”□