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    ISCAR進入積層製造時代

    新千禧年之後金屬切削應用有革命性的改變。 ISCAR是金屬切削技術的主要創新者,正在研究加工工藝。 開拓新的金屬切削技術促進了ISCAR研發工程師追求持續創新的解決方案,以降低生產成本並提高其客戶的生產力。

    數位化革命(也稱為第三次工業革命)的主要成果之一是3D打印技術的引入 - 一種在計算機控制下逐層使用蒸發材料生成3D物體的方法。 以前被認為是“科幻小說”,在過去的二十年中,3D打印已經被接受為設計師和製造商的技術促進範圍的歡迎補充。

    現在該方法主要被稱為積層製造(AM)。 這個術語正確地反映了兩個最重要的列印功能:
    a)製造業 - 已經超越了以前公認的快速成型領域,該方法現在已廣泛用於眾多工業應用中,用於生產各種零部件。
    b)添加劑 - 與基於材料去除的傳統製造技術形成鮮明對比,新方法增加材料以實現所需組成。 傳統的製造方法在裝配過程中添加材料。

    積層製造有多種技術,它們基於不同的物理原理:立體光刻、多噴嘴建模和激光燒結。 根據國際和國家的標準,積層製造被精確地指定並分類。 在八十年代,3D列印開始作為設計工具和實現快速原型製作的一種方式。 3D列印的使用不僅僅依賴於傳統的二維圖紙,而且還可以創建出堅固的觸覺原型模型,使產品說明者能夠更好地了解諸如美觀性,功能性,重量和表面光潔度等因素。 該技術還可縮短生產時間。

    3D列印過程中不懈的技術進步使其能夠進入積層製造領域。 在21世紀初,該技術被採用用於連續生產工藝。 與所有技術創新一樣,積層製造的普及,其日益增長的工業利用率以及快速增長的銷售帶來的規模經濟,導致積層製造機床製造商之間的激烈競爭和技術價格的降低。 對於某些人來說,3D列印機可能仍然是未來的技術,儘管在許多領域,該技術被視為主流的數控機床。

    積層製造為生產各種組件提供全新的視野,如:醫藥、航太、汽車、海軍或軍事等; 名單是無止境的。 數位技術簡單地消除現有的界限:主要是將組件的計算機模型發送到可能位於遠程位置的3D列印機,並且所需的組件將在沒有進一步手動介入的情況下製造。 例如,現在可以在太空飛行期間,在太空船上生產必要的備件。

    另外,可以設計和製造定制的“定制”骨植入物。 令人驚訝的是,3D列印機可以是自我複制機器,並且可以快速生成自己的破碎部分或臨時更換。 積層製造有優點和缺點; 了解這些優點和缺點,將可定義積層製造在金屬切削中的地位。

    生產複雜零件時,積層製造可以顯著降低生產成本。

    該技術的極大靈活性是另一個主要優勢,例如,相同的3D列印機可以輕鬆生產出不同的零件而無需進行嚴格的調整。另外,在實際的快速原型設計中,如果需要改變設計,可以通過編輯電腦模型的一部分,並進一步3D“重印”。 因此,積層製造能夠大幅縮短從概念到交付的時間,或者通過快速集成零件來改變現有設計。

    該方法確保從工程角度來看非常接近理想的設計; 可改變壁厚達到相同強度,有效的流動所需通道形狀等。在積層製造工藝中,僅使用所需要量的材料顯著減少了生產廢料量。

    儘管如此,積層製造並非沒有缺點。 在精度方面,該技術還沒有完全針對匹配表面開發,因此通常需要用傳統加工方法進行精加工。 並非每種工程材料都適合通過積層製造方法製造零件。 現代3D列印機的尺寸對其工作空間具有尺寸限制,並且不能生產大型組件。

    ISCAR的研發部門了解積層製造作為在金屬加工行業時,使用它的基礎的優點和缺點。 根據新聞和技術報告,採用3D列印的主要行業是航太、軍事、汽車和醫療行業,積層製造不用於原型製造,而是用於批量甚至大批量生產。 儘管這種新方法的使用越來越多,但它仍未成為全球金屬加工領域的主流技術。

    在航太行業中,由於安全原因(可以理解,該部門的安全要求非常嚴格),雖然一些次要部件非常適合3D列印,但積層生產的關鍵部件在通過各種困難的測試之前需要通過 被認為是用更傳統的方法製造的部件的替代品。 然而,可通過積層方法製造各種各樣的技術夾具、夾具和儀表。 飛機製造涉及整個複雜的製造鏈,需要大量的固定裝置。 將積層製造引入生產工具的創建極大地減少了生產前的時間和成本。

    積層製造在製造無人飛行器(UAV)方面開闢大門,這些新方法不僅能夠減輕重量,而且還能以更低的成本從空氣動力學的角度更有效地塑造這些飛機。

    鈦是全球航太領域最常用的材料之一。 生產鈦零件是一個即時的金屬消耗過程。 在典型的加工過程中,大部分這種昂貴且難以加工的材料被移除。

    飛機製造商努力直接生產鈦粉來製造相對較小的鈦部件。 汽車行業已經採用了類似於航太的積層製造方式。

    當應用於切割刀具的生產時,出於多種原因,3D列印可能會提供解決方案。 積層製造可以在切割刀具中創建複雜的內部通道和腔體。 這些功能通過刀具主體為切削區提供冷卻液供應。 如果刀具設計用於使用高壓冷卻液(HPC)加工,則通道的形狀及其橫截面是一個關鍵因素; 和積層製造為“形成”渠道提供了理想的解決方案。 此外,積層製造可以創建一個已經配備了切屑槽,浮雕表面,回風口和底切的刀體。 在使用傳統技術時,這些功能通過應用切割技術來實現。 在這些領域,積層製造的應用將減少加工操作並縮短週期時間。 此外,可確保形成所需的形狀,同時在刀具強度和排屑之間達到最佳平衡。

    當開發積層製造以允許用鎢鋼列印零件或形成具有類似物理性質的材料時,將實現切削刀具製造中的新閾值。 ISCAR研發工程師正在採用新的工作方法來創建可轉位式刀片,而無需整合昂貴和耗時的模具。 測試刀具和刀片的周期將大大縮短。

    雖然積層製造在切削刀具行業的應用具有令人振奮的前景,但仍有幾個障礙需要克服。 由於精度限制,3D列印無法消除此時的加工過程。 諸如心軸或柄的中心孔等基本屬性需要磨削,刀座的基準面需要銑削,並且孔需要螺紋。 可以注意到,機床製造商已經提供了“混合”機器,其將傳統的金屬去除技術與3D列印相結合。 需要檢查疲勞壽命,重複應力故障和高速旋轉的可靠性。

    作為世界領先的切削刀具生產商之一,ISCAR已經在其研究部門引進了這種新方法,積層製造現在用於有限的原型製造; 主要用於批量生產。 在這些領域的進展,意味著不久的將來會把3D列印將會應用到刀具生產領域中。

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