3D打印是一種具有靈活性的技術(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)的約束較少，借助3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)師能夠?qū)崿F(xiàn)一些復(fù)雜的設(shè)計(jì)方案，例如：輕量化結(jié)構(gòu)、功能集成的一體式結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)在應(yīng)用3D打印技術(shù)的時(shí)候，經(jīng)常局限在3D打印應(yīng)用階段，并沒有像國(guó)際上將3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)進(jìn)行有效的銜接。就拿3D打印隨形冷卻模具的應(yīng)用來說，通常3D打印服務(wù)商將3D打印完好的半成品外包給機(jī)加工企業(yè)進(jìn)行后期的表面精加工，而不是在一條生產(chǎn)線下完成所有的制造流程，這使得3D打印應(yīng)用的發(fā)展在國(guó)內(nèi)仍然處于片段化的局面。

    但是很多3D打印的金屬零件需要進(jìn)行機(jī)械加工來生成精密的表面，當(dāng)金屬3D打印技術(shù)的應(yīng)用從制造零件原型發(fā)展為小批量零件生產(chǎn)時(shí)，該技術(shù)如何與企業(yè)車間中的其他機(jī)械加工設(shè)備相融合，構(gòu)成增材、減材制造整合工藝鏈，將是一個(gè)必然要解決的問題。通過DMGMORI的綜合性數(shù)字化市場(chǎng)戰(zhàn)略來共同領(lǐng)略3D打印融入產(chǎn)線的發(fā)展趨勢(shì)。

面向工業(yè)4.0的綜合性數(shù)字化

    更低的單件成本、生產(chǎn)自動(dòng)化和高靈活性是高效率生產(chǎn)的關(guān)鍵。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，DMG MORI正在打造其綜合性數(shù)字化市場(chǎng)戰(zhàn)略 – 從任務(wù)計(jì)劃到準(zhǔn)備，再到生產(chǎn)和監(jiān)測(cè)及服務(wù)，構(gòu)成連續(xù)的數(shù)字化。

    DMG MORI 的Sauer工廠在幾年前開發(fā)了混合型增材制造設(shè)備LASERTEC 65 3D，該設(shè)備在5軸數(shù)控加工中心上組合了激光沉積焊接（3D打?。┕δ?，在2017年DMG MORI 又通過對(duì)Realizer的收購(gòu)進(jìn)入到了粉末床選區(qū)激光熔融3D打印領(lǐng)域。

DMG MORI 在以上兩種金屬3D打印技術(shù)解決方案的基礎(chǔ)上，推出了四條不同的增材、減材整合制造工藝鏈，工藝鏈包括金屬3D打印設(shè)備和機(jī)械加工設(shè)備，還包括相應(yīng)的管理系統(tǒng)。

DMG MORI 四條增材、減材整合制造工藝鏈，圖片來源：DMG MORI

激光沉積焊接與機(jī)械加工工藝鏈

    DMG MORI 的兩種基于激光沉積焊接3D打印技術(shù)的加工設(shè)備，配有Siemens NX additive/ hybrid(西門子NX 增材/混合)系統(tǒng)。

在DMG MORI 的理解中，金屬3D打印是一種制造步驟，而不是一個(gè)單獨(dú)的解決方案，任何進(jìn)入增材制造設(shè)備的零件都將基于CAD建模數(shù)據(jù)。同樣，當(dāng)零件在增材制造設(shè)備上完成時(shí)，作業(yè)不會(huì)完成，很多情況下在增材制造過程之后，零件需要進(jìn)行機(jī)加工，所以貫穿整個(gè)制造過程的數(shù)據(jù)平臺(tái)是至關(guān)重要的。

    DMG MORI 的激光沉積焊接增材制造工藝鏈中， 包括Siemens NX 的hybrid CAD / CAM數(shù)控編程，材料數(shù)據(jù)庫的技術(shù)參數(shù)，過程監(jiān)控和文檔。

    一種工藝鏈包括兩種混合型增材制造設(shè)備-LASERTEC 65 3D hybrid 和LASERTEC 4300 3D hybrid。 LASERTEC 65 3D hybrid 集成了激光沉積焊增材制造工藝與5軸加工工藝，LASERTEC 4300 3D hybrid 則集成了激光沉積焊增材制造工藝與DMG MORI 的車銑復(fù)合加工工藝，可進(jìn)行六面車銑加工。

DMG MORI 混合型設(shè)備能夠在一個(gè)生產(chǎn)過程中使用不同的材料，使零件具有特殊性能。

    另外一種工藝鏈仍是基于激光沉積焊增材制造工藝，但是該工藝鏈中的增材制造設(shè)備-LASERTEC 65 3D 是一臺(tái)單一的激光沉積焊增材制造設(shè)備。 根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，該設(shè)備是DMG MORI 為已經(jīng)安裝了5軸加工機(jī)床的制造企業(yè)提供的，作為現(xiàn)有加工技術(shù)的一種補(bǔ)充。DMG MORI 稱，這種組合將確?？蛻羯a(chǎn)能力的最大化。

粉末床選區(qū)激光熔融與機(jī)械加工工藝鏈

     這兩種基于粉末床增材制造設(shè)備所配的設(shè)備管理系統(tǒng)為CELOS。CELOS 是CAM編程和機(jī)床控制的完整軟件解決方案，該系統(tǒng)已完善了DMG MORI 基于粉末床工藝的LASERTEC 30 SLM二代設(shè)備的工藝鏈，通過該系統(tǒng)零件能夠以更短的時(shí)間完成外部編程并傳送到設(shè)備。DMG MORI 稱，CELOS系統(tǒng)將保證增材制造零件的預(yù)處理和后處理流程得到優(yōu)化。

   其中一種工藝鏈?zhǔn)荓ASERTEC 30 SLM粉末床選區(qū)激光熔融二代設(shè)備與DMG MORI 的DMU 50 等5軸銑床相結(jié)合，即在零件完成3D打印之后，通過5軸設(shè)備進(jìn)行精加工。

    第四條工藝鏈也是LASERTEC 30 SLM粉末床選區(qū)激光熔融與5軸加工設(shè)備的結(jié)合，但不同的是，在該工藝鏈中DMG MORI 配備的加工解決方案是先完成零件的機(jī)械加工，接下來由LASERTEC 30 SLM二代設(shè)備在機(jī)械加工零件基礎(chǔ)上完成需要增材制造的部分。

Review

    DMGMORI已經(jīng)在全球建立了5家增材制造卓越技術(shù)中心：比勒菲爾德，弗朗頓，芝加哥，東京，上海。

而DMGMORI在數(shù)字化領(lǐng)域有著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其中包括機(jī)床方面提供數(shù)字化工作流程的CELOS，幫助用戶生產(chǎn)高精度的工件、以數(shù)字化的方式準(zhǔn)備加工任務(wù)的軟件、制定高級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃的新解決方案和特有的技術(shù)循環(huán)。

為了遠(yuǎn)程溝通，DMGMORI的NETservice是一種先進(jìn)的遠(yuǎn)程服務(wù)工具。通過其SERVICEcamera和作為網(wǎng)絡(luò)接口的IoTconnector，多用戶會(huì)議功能允許多名用戶、服務(wù)工程師或其它專家直接接入網(wǎng)絡(luò)，相互合作，共同尋找問題的解決方案。

    此外，通過基于網(wǎng)頁且獨(dú)立于制造商的平臺(tái)WERKBLiQ，與機(jī)床維護(hù)和維修有關(guān)的任何人都能在15個(gè)模塊幫助下相互連接在一起。因此，在價(jià)值創(chuàng)造的每一個(gè)層面，DMG MORI都提供連續(xù)的數(shù)字化技術(shù)。NETservice和WERKBLiQ還可完成一系列服務(wù)功能。包括高效率地實(shí)施和制定上門服務(wù)計(jì)劃、機(jī)床維護(hù)和維修服務(wù)。

可以說軟件是數(shù)字化制造的核心，而在實(shí)現(xiàn)兩種增材制造和機(jī)械加工的無縫集成中軟件也起到了關(guān)鍵的作用。

     在這方面，Siemens PLM 已推出了增材制造無縫集成軟件解決方案，其產(chǎn)品涵蓋增材制造增值過程的每一個(gè)階段。這意味著整個(gè)數(shù)字化流程鏈都處在統(tǒng)一的集成式關(guān)聯(lián)軟件環(huán)境下，因此可以使用標(biāo)準(zhǔn)化的用戶界面進(jìn)行操作。用于工程、仿真、生產(chǎn)制備和3D打印的工具都集中于同一系統(tǒng)中，無需進(jìn)行容易致錯(cuò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，同時(shí)也可以消除信息遺失所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。這為3D打印設(shè)備制造商和增材制造用戶帶來單臺(tái)機(jī)器的小規(guī)模生產(chǎn)迅速過渡到工業(yè)規(guī)模的批量生產(chǎn)的機(jī)會(huì)。

機(jī)械加工技術(shù)可以說是金屬3D打印零件生產(chǎn)過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，但實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)之間的銜接是充滿挑戰(zhàn)的。3D 打印技術(shù)在制造復(fù)雜零部件方面的優(yōu)勢(shì)，有時(shí)會(huì)因?yàn)橐櫦暗胶罄m(xù)機(jī)械加工中所產(chǎn)生的挑戰(zhàn)而被減弱。如果在最初設(shè)計(jì)與制造3D打印零件時(shí)沒有充分考慮到后續(xù)機(jī)械加工中所面臨的挑戰(zhàn)，則可能因?yàn)榱慵庸な《a(chǎn)生損失。但如果通過大量試錯(cuò)的方式來摸索如何成功的加工一款3D打印零件，無疑會(huì)使企業(yè)承擔(dān)高昂的成本。

     在設(shè)備硬件方面，同樣需要為實(shí)現(xiàn)增材、減材制造的無縫銜接下一番功夫。通過DMG MORI 發(fā)布的四條工藝鏈可以看出，零件先后需要經(jīng)過3D打印增材制造與銑削等多個(gè)制造步驟，零件從一臺(tái)加工設(shè)備移至下一臺(tái)設(shè)備時(shí)存在如何夾緊、對(duì)齊，相對(duì)于參考系統(tǒng)如何進(jìn)行幾何定位等問題，這類問題也是致力于打造增材、減材整合工藝鏈的設(shè)備制造商需要解決的問題。機(jī)械加工行業(yè)的另一家設(shè)備企業(yè)GF 阿奇夏米爾是通過統(tǒng)一的卡盤和校準(zhǔn)軟件來解決以上這類問題的。

不僅僅是DMGMORI在打造全流程的工藝鏈，根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，在GF 阿奇夏米爾與EOS 合作推出的模具增材制造設(shè)備AM S 290 Tooling 中集成了System 3R MacroMagnum 卡盤，配合參考點(diǎn)許可校準(zhǔn)軟件，3R卡盤可以實(shí)現(xiàn)工件在多種不同工藝之間的快速而精準(zhǔn)的裝夾和定位。比如說，在阿奇夏米爾隨冷模具解決方案中，3D打印設(shè)備將在機(jī)械加工預(yù)制件上進(jìn)行模具鑲件的增材制造，此時(shí)3R卡盤發(fā)揮了重要作用。在進(jìn)行打印前首先將預(yù)制件安裝在工裝板上，并在工裝板背面安裝3R卡盤，然后通過CMM測(cè)出預(yù)制件的精確位置，接下來將預(yù)制件安裝在AM 290的工作臺(tái)夾頭上，經(jīng)過設(shè)備的補(bǔ)正軟件進(jìn)行補(bǔ)正后，即可在預(yù)制件上精確的進(jìn)行3D打印。