В большинстве случаев чистовая и последующая обработка детали AM выполняется на отдельном станке. Деталь AM будет изготовлена в системе DED (или PBF), а затем перенесена и смонтирована на станке с ЧПУ (фрезерный или токарный) для последующей обработки и чистовой обработки. Как вы можете себе представить, это может быть проблемой, чтобы установить опорные точки для ориентирования и размещения части, а также определения траектории движения инструмента для станков с ЧПУ, особенно после того, как деталь отделена от сборки.
Между тем, современное производство развилось до такой степени, что аддитивные и вычитающие процессы могут быть объединены в единую систему. Это называется гибридным производством, и в настоящее время на рынке доступно несколько коммерческих систем.
Пример современных аддитивных и вычитающих процессов
- DMG MORI сочетает в своей гибридной производственной системе DED (подача порошка и лазер) с возможностью пятиосевого ЧПУ.
- Между тем, Matsuura и Sodick выбрали другой подход, объединив возможности PBF и CNC в своих гибридных производственных системах, и DMG MORI недавно представила свою собственную гибридную систему PBF и CNC.
Конечно, если вы не хотите покупать новую систему, вы можете дооснастить существующий обрабатывающий центр с ЧПУ с помощью лазерной головки для порошковой подачи Ambit от Hybrid Manufacturing Technologies или добавить комбинацию возможностей подачи порошка и проволоки к вашему Станок с ЧПУ по технологии от 3D Hybrid. Это позволяет преобразовать обычную субтрактивную систему в гибридную производственную систему с относительно минимальными затратами и усилиями.
Мой опыт
Нам повезло иметь гибридную производственную систему DMG MORI Lastertec 65 в CIMP-3D, нашей металлической лаборатории AM. Лазерная система подачи порошка предлагает размер пятна 1,5 мм или 3 мм во время сборки, позволяя от 30 до 45 мм материала осаждаться в течение часа.
В то же время наладчики могут использовать возможности пятиосевого ЧПУ для обработки материала после его нанесения или ориентировать деталь под разными углами во время осаждения. Это устраняет необходимость в опорных конструкциях и позволяет печатать еще более сложные геометрии с учетом дополнительных степеней свободы перемещения и вращения. Сопло, показанное на рисунке, дает представление о том, как материал добавляется, а затем вычитается из детали по мере ее изготовления. Система оснащена двойными порошковыми дозаторами, которые позволяют функционально сортировать детали путем изменения состава материала во время осаждения.
Несмотря на мощное сочетание аддитивного и субтрактивного производства, которое предлагается в гибридных производственных системах, нам еще многое предстоит узнать о технологии.
Например, какова наилучшая последовательность для сложения и вычитания материала?
Может ли программное обеспечение для планирования траектории выполнять обнаружение столкновений для вычитающих функций после того, как мы добавили новые детали к детали?
Между тем, как мы сохраняем размерную целостность обработанных поверхностей, когда добавляем новый материал, а деталь нагревается и деформируется?
Вычитая материал, мы промываем деталь смазочно-охлаждающей жидкостью, которая быстро охладит все недавно добавленные элементы;
Циклы нагрева / охлаждения влияют на микроструктуру и механические свойства детали?
Наконец, какова скорость захвата порошка в различных ориентациях сборки, как она изменяется при вращении детали вокруг одной (или более) из пяти осей и в какой степени порошок может быть захвачен и использован повторно?
Я рассказываю людям, которые заходят в нашу лабораторию, таким профессионалам, как вы, знакомым с субтрактивным производством как внутри, так и снаружи. Между тем, все больше и больше людей изучают все тонкости аддитивного производства с металлами, но на данный момент вряд ли кто-нибудь знает, как объединить их и оптимизировать гибридный производственный процесс. Есть только обещания, что она является более мощной, чем любая отдельная технология, но мы только начали изучать эту новую границу гибридного производства.
Если вы хотите узнать больше о гибридном производстве и проблемах, с которыми сталкиваются компании при объединении аддитивного производства и технологий субтрактивного производства, то пишите в комментариях, я с радостью попробую ответить на Ваши вопросы.
