開拓增材制造的無限可能

■ DMG MORI中國供稿

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SAUER股份有限公司和REALIZER股份有限公司總經理 Patrick Diederich

近年來，增材制造的發展呈現出巨大的應用潛力。現在，增材制造市場仍然較小，但年增長率已超30%，金屬工件增材制造的年增長率更高。據最新的增材制造市場調查報告，到2020年增材制造市場將增長20%至50%。因此，DMG MORI公司作為增材制造技術領先供應商，將當仁不讓地推動該市場的發展。DMG MORI的噴粉激光堆焊增材制造機床已有4年的成功發展歷史。最近又成為位于Borchen的REALIZER公司的第一大股東，也就是說，DMG MORI的增材制造已擴展到粉床技術。DMG MORI先進技術負責人Patrick Diederich介紹了DMG MORI在金屬工件增材制造領域的全方位服務。

（1）增材制造作為擁有巨大潛力的新技術。如何理解其潛力？面向未來和競爭激烈的行業一直在尋找創新和經濟的生產技術。因此，他們常常是新技術的驅動力量。增材制造技術也是這樣，增材制造在航空航天和醫療器械技術領域的應用不斷增加一點不足為奇。特別是美國、歐洲、韓國和日本已成為增材制造的主要市場。飛機制造商發現增材制造技術在減輕飛機零件質量方面擁有巨大潛力。增材制造已在醫療器械生產和牙科診所獲得廣泛的應用，因為在許多單件生產應用中，增材制造是很經濟的解決方案。DMG MORI作為金屬切削解決方案的提供者，在以上工業領域中的增材制造技術實力已經得到確認。作為這些行業和其他創新驅動行業的長期供應商，DMG MORI當然也關注未來。這也是DMG MORI積極推動增材制造技術發展的原因。

（2）DMG MORI一方面自己開發了LASERTEC 3D加工中心，另一方面又收購了REALIZER 公司。如何解釋本次收購？四年來，DMG MORI成功地將噴粉式激光堆焊技術集成在5軸銑削加工中心上（見圖1），一機雙用，這就是LASERTEC 3D系列加工中心。LASERTEC SLM是粉床式選擇性激光熔融技術。現在，我們同時提供兩種增材制造技術，是互補的產品。特別是，粉床工藝占金屬工件增材制造市場的80%。

（3）是否對這兩種增材制造技術的目標市場定位不同？他們的應用不同。5軸LASERTEC 65 3D hybrid和LASERTEC 4300 3D hybrid 6軸車/銑加工中心適合生產較大的工件，例如復雜的渦輪工件。LASERTEC 65 3D復合加工中心的加工區為500mm×400mm，LASERTEC 4300 3D復合加工中心為φ660mm×1 300mm，工件質量達600kg，甚至900kg。LASERTEC 3D復合加工中心的重大貢獻在于它能滿足大量應用要求。首先，在一臺機床上能完成激光堆焊和銑削加工或車/銑復合加工，這意味著一臺機床可生產成品質量的工件。而且噴粉頭與銑削頭間可隨時切換。特別是需要復雜的機加工時，成品完成后，某些很難接觸到的部位也可進行加工（見圖2），靈活性很高。這類應用主要來自航空航天、能源技術和模具制造業。此外，該增材制造技術允許使用兩種甚至更多種材質（見圖3）。

圖 1

（4）LASERTEC SLM機床有哪些優點？粉床式選擇性激光熔融工藝適合生產較小、形狀較復雜的鏤空工件（見圖4）。LASERTEC 30 SLM可以在一臺機床上靈活使用不同材質，同時智能化的粉料模塊允許在不超過兩小時內更換粉料（見圖5）。

（5）如何滿足工件的高精度要求？能滿足高精度的要求是DMG MORI在金屬切削加工領域優勢將得到體現的地方。對于粉床工藝加工后的工件，DMG MORI提供工件后處理所需的銑削加工中心。其中的關鍵是不同技術之間的快捷銜接——包括硬件和軟件技術兩方面。DMG MORI與Siemens NX合作開發端至端的CAD/CAM 解決方案，在這個解決方案中當然包括粉床工藝。終極目標是集成為一體的工藝技術。

（6）如何看待“工業4.0”這一概念的重要性？對于DMG MORI來說，它非常重要。DMG MORI推出了“邁向數字化”計劃，該計劃由智能軟件解決方案組成，包括直觀易用的用戶界面CELOS，在金屬加工領域，CELOS 是工業4.0的真正助推器。CELOS已用在LASERTEC 3D復合加工中心上，未來REALIZER為粉床工藝開發的RDesigner產業化解決方案也將集成在CELOS?系統中。數據采集和數據管理以及易用的應用程序為用戶準備加工任務和加工生產的整個流程提供巨大便利。也就是說，數字化將對產能優化利用和生產的靈活性發揮重大的作用。允許用工業化的批量生產方式進行個性化的批量生產。例如，不需要在全球準備庫存備件。備件將被“按需”生產出來。數字化和增材制造相得益彰，將呈現巨大潛力。

（7）如何預估DMG MORI在增材制造領域的機會？作為金屬切削機床的領導者且擁有數十年激光應用經驗，DMG MORI與REALIZER合作，匯集雙方的專有技術，占有金屬工件增材制造的領先地位。此外，DMG MORI在服務、應用和銷售方面都已布局全球。未來，DMG MORI會將這些專業技術集中到比勒菲爾德、弗朗頓、東京、上海和芝加哥DMG MORI增材制造卓越技術中心。增材制造技術中心的專家將在客戶產品開發的初期參與到客戶項目的開發之中。他們將有機會相互學習未來機床和工件的設計制造。預計在2018年年底前，將發布LASERTEC 65 3D純激光堆焊機床。更大型號的LASERTEC 125 3D復合加工中心已計劃在2018年面市。粉床的未來發展方向是更高生產力，為提高生產力將增大工作區體積和加強工藝間銜接與自動化。簡而言之，縮短非生產時間。

圖 2

圖 3

圖 4

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（8）增材制造也將改變工件的開發，這一點是否已經引起了設計工程師的注意？很遺憾，還沒有引起廣泛關注，但將有越來越多的設計工程師認識到增材制造的潛力并將增材制造技術用于他們的工作中。畢竟，用增材制造技術可實現其他傳統生產方法無法實現的工件。這是DMG MORI認為增材制造是一項革命性的技術，也是對傳統生產技術有益補充的原因。位于比勒菲爾德的DMG MORI培訓學院已配備多臺LASERTEC 30 SLM增材制造機床，位于弗朗頓的DMG MORI培訓學院配備LASERTEC 65 3D復合加工中心，為客戶提供增材制造高素質員工的培訓服務。