机械加工的革命：三维打印的影响

 工具专业人士认为，3D 打印的影响将如何改变机械加工。他们认识到三维打印的优势，特别是在原型制造方面，但坚信快速成型技术不会完全取代数控加工，而只是对其进行补充。

三维打印对机械加工的影响

在原型生产中引入三维打印技术的影响极大地改进了产品开发。它变得更快、更经济。现在，这项技术已被视为以下技术的替代品 数控加工.

然而，这种方法应该受到质疑，3D 打印是否能完全取代智能工厂中的机器生产，这一点需要澄清。

伊斯卡的专家意见

Iscar 专家的回答：尽管三维打印技术的影响前景看好，但它还不能完全取代数控加工技术，成为生产金属部件的主流技术。"Iscar公司首席技术官Erich Timons说："然而，毫无疑问，增材制造（AM）将对整个生产流程产生重大影响。

三维打印和数控加工的特点

这两种技术都是通过对要加工的工件材料进行逐层成型，从而形成部件的几何形状。但哪种工艺更有效？这两种解决方案的结合对未来的生产有何具体影响？

要回答这些问题，必须详细研究三维打印和数控加工的主要影响特征。其中包括工件材料及其物理性质、创建的形状和加工精度。

金属是数控加工中最重要的工件材料。尽管金属所占比例大幅增加，但非金属材料在 3D 打印中仍占主导地位。

与此同时，粉末冶金技术的进步使打印镍基超合金等难加工材料的零件成为可能。这为增材制造开辟了新的前景。

物理学也发挥着重要作用：金属具有各向同性。这意味着它们在所有方向上都具有相同的物理特性。相比之下，3D 打印产品的影响是各向异性的：例如，其水平方向的强度可能高于垂直方向。

结构行为与可靠性

由各向同性金属制成的部件的结构行为、刚度和可靠性是可以精确计算的。然而，对三维打印产品进行精确预测则较为困难。

这也是在关键金属元素的生产中引入 AM 技术进展缓慢的原因之一：本地 数控加工服务 是生产关键部件的主要工艺。

两种方法的优缺点

数控加工主要受限于切削工具与待加工表面的接触面有限。三维打印的影响则不同：它更加灵活，极大地扩展了加工复杂形状的可能性。通过机械加工去除金属可以加工出各种尺寸的部件。

3D 打印的灵活性和复杂性

三维打印技术的影响要有限得多：原则上，大尺寸部件可以采用添加式制造。在这种情况下，最好将部件分成几个较小的部件，然后将它们连接在一起。

然而，这种工艺大大增加了生产时间，同时也提出了所需强度和刚度的问题。

目前，3D 打印机的尺寸精度可达 0.25 毫米。 定制数控加工服务 精度更高，公差至少小两到三倍。该工艺还具有更高的可重复性和更高的表面质量。

成本效益和可持续性问题也必须考虑在内。3D 打印机比现代数控机床便宜得多。数控加工还会产生必须回收的碎屑。而三维打印产生的废料更少，工件材料使用效率更高，能耗更低。

接近最终形式

在金属加工领域，快速成型技术可以生产出非常接近所需最终形状的精密工件。复杂部件的生产要求数控加工将材料去除率降到最低，并要求高精度和表面质量。

"Erich Timons 说："3D 打印可以实现快速、精确的原型制作，从而缩短宝贵的生产时间，实现最佳解决方案。

"然而，3D打印工艺的影响并不能取代数控加工，而是对加工工艺的补充"。目前市场上已经出现了将精密多轴加工与 3D 打印集成到一个系统中的机器。

快速成型制造的精度

使用三维打印技术制造零件会对铣削工具产生影响，因为铣削工具必须加工复杂的零件，而且必须满足对效率和精度不断提高的要求。为了以较低的余量获得最佳的材料去除率，在实践中经常使用高进给率和高转速的高速加工（HSM）。

这就需要精密的切削刀具，以尽可能少的加工次数实现可靠的加工，并获得非常好的表面质量。例如，Iscar 生产的整体硬质合金 (VHM) 立铣刀、可更换刀头的模块化刀具以及带可转位刀片的精密成型铣刀，可用于复杂形状的经济型加工。

切削工具制造商在组合其产品组合时，会考虑添加部件。例如，Iscar 公司已经扩大了用于高速加工的多刃整体硬质合金铣刀的范围。

目前的产品主要是具有特殊切削几何形状的立铣刀，用于复杂型材的五轴高速加工，为高效的精加工工艺提供正确的解决方案。此外，单刃可转位刀片刀具中也有这些几何形状的刀片，可用于加工公称直径较大的铣刀。

Iscar 已将这些切削刃集成到其可互换铣头的模块化 MULTI-MASTER 刀具系列中，结合了整体硬质合金和可转位刀片概念的优势。

生产复杂配置的特殊可转位刀片工具就是三维打印和数控加工协同作用的一个例子。

3D 打印技术在刀具设计方面也具有优势：它可以优化铣刀的设计，尤其是内表面和冷却液通道，以便直接在每个刀具上进行有针对性的冷却。 最前沿的.

工程师们认为，三维打印是为特殊产品和新开发产品寻找最佳和可持续解决方案的合适工艺。可转位刀片的三维打印技术的影响是向前迈出的重要一步。

原型的快速成型生产不需要昂贵的模具，并能对不同设计的嵌入件进行可靠的测试，从而大大缩短了开发时间，降低了生产成本，并最大限度地减少了浪费。

未来，3D 打印不会完全取代生产车间的数控加工。Erich Timons 总结道："在不久的将来，这两种技术的共生将成为金属加工的一大特点。