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3D打印和数控机床加工技术的融合,是趋势亦是技术的革新

来源:控制工程网2016.04.26阅读 1491

  随着增材机器加工(使用3D打印创造实际零件)在十多年前出现,它迅速成为原型制作的奇迹。如果我们有设计原型数据,那么就通过3D打印机快速生产出实体模型。所以制造业很欣赏这个工具,因为这可以让他们看到实际零件切割时潜在的工艺问题,在加工制造的同时可以修改有问题的加工工艺,更好的完善零件的功能。所以控制工程网版权所有,对于估价者来说,这个工具可以让报价更加的准确合理。
  由于3D打印材料的迅猛发展,市场很快意识到这项技术所具备的生产潜力CONTROL ENGINEERING China版权所有,在这样的机器上短期内制造出零件已经变成了现实。尽管5到10年以后3D打印机器才会被日常生产单位的工厂使用,但是这种将增材和减材技术融合在新一代混合型机器上的发展已成必然趋势。


图1:增材制造使用的激光金属沉积满足了在同一台机器上同时运行传统的金属切割和消减制造工艺,同时在在惰性气体中可以运行CNC。图片来源:西门子

  看起来不能兼容的技术已经融合在一起,例如激光金属沉积和芯片切割机器。其核心是装配制造和机器加工。现存的标准数控机床(CNC)技术已经在这些机器上得到应用。不管参数是否涉及激光气体、金属粉末沉积、惰性气体或真空、铣刀头或转盘的五轴旋转CONTROL ENGINEERING China版权所有,控制的功能基本保持不变。通过CNC技术CONTROL ENGINEERING China版权所有,装配制造和芯片切割可以通过两种不同的控制技术实现,可以在单通道或双通道的单元上。
  这项技术在2014年国际制造业科技展(IMTS)上向参会者做了介绍,当时在同一台CNC上运行一个车床和一个机器人已经成为可能,而不需要第二个可编程控制器(PLC)或特定的机器人语言指令。按照逻辑推断,下一步将是在同一台机器上创造出增材和减材技术。使用钛合金、不锈钢或不同的金属粉末制成的零件会在现在的机器上进行机械加工或其他工艺操作。例如,从动齿轮利用激光焊接的方式将机器加工和冲压的部件加工成一个组件。


图2:一个钛合金的涡轮机外壳使用这里描述的机器和工艺制造加工。

  当使用CNC控制不同的机器运行时,使用的是一组修改过的程序控制工程网版权所有,而不是不同的程序,就像之前与机器人集成时一样必要。因为先进的CNC单元还有第二个通道,如果指令不会被并入到主通道,也可以很容易在第二通道里设置。根据运动的复杂程度以及受控制参数的总量不同而不同。同步控制、监控激光金属沉积以及五轴铣刀功能对于今天市场上的高端CNC来说不会带来什么挑战。(作者:Randy Pearson)  

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