增材制造增强生产和刀具制造的 5 大趋势
增材制造增强了工件和刀具生产的许多方面。5 大趋势表明它如何彻底改变制造业。增材制造 （AM） 从一开始就作为一种智能技术呈指数级发展，但在生产车间的实际应用有限。今天，存在近 10 个版本的 AM，每个版本都以不同的方式发挥作用。增材制造可以维修航空航天零件，生产个性化的医疗植入物，创建夹具和工件夹持解决方案，并改进刀具生产，尤其是在开发定制解决方案方面。随着功能的增加和成本的降低，即使是较小的车间也可以找到许多利用 3D 金属打印的方法。
医疗制造引领潮流
增材制造正在彻底改变医疗植入物和设备的生产。一些较小的种植体，例如 牙科中使用的种植体，可以作为标准化表格/产品正常工作。较大的骨科植入物，如髋关节和膝关节假体，当它们更精确地适合个体患者时，效果会更好。术前扫描提供数据，以使用 3D 金属打印生产个性化植入物。3D 打印部件的可定制特性也使其成为制造医疗和手术工具的理想选择。
此外，3D 打印使钛合金制造医疗植入物变得容易，人体很容易通过骨整合将其融合到骨骼中。与钴铬合金不同，钛合金不能承受磨削操作。但增材制造能够制造出与患者解剖结构相匹配的轻质、坚固的钛合金植入物。
医疗植入物必须不含污染物才能在人体内正常工作。打印的医疗部件限制了制造过程中接触冷却剂和碎屑残留物。增材制造部件在打印后几乎不需要加工，但车间可以而且必须严格控制抛光操作。与手动操作相比，增材制造零件的自动抛光减少了周期时间和组件成本，手动操作在整个零件上应用相同的光洁度。自动化使制造商能够将规格与零件不同区域的不同精加工标准相匹配。
车间的增材制造：优点和缺点
不生产医疗产品的车间最初可能会寻求 3D 打印来制造夹具和工件夹持。他们可能会用高密度塑料制造其中一些设备，以将工件固定在坐标测量机 （CMM） 上。这种方法可以提供一种对成本敏感的垂直整合替代方案，而不是购买金属夹具并等待它们到达。
其他车间将增材制造作为补充工艺与减材加工相结合。这使他们能够在加工工件上添加功能，而无需将零件发送给其他供应商。制造航空航天零件的车间已经使用焊接增材制造来维修大型、形状不规则的高价值零件。
除了增材制造的所有明显优势外，它也存在一些缺点。一些工件通过增材制造生产的成本高于通过减材加工生产的成本。如果价格是主要考虑因素，增材制造可能不是理想的选择。尽管增材制造很容易创建许多“不可能”的零件形状，但某些功能需要支撑，这使得生产更加复杂。
然而，随着制造商开始寻找将增材制造用于生产工作的创新方法， 五大趋势将增材制造引入新的应用并展示其优势。
趋势 #1：改善冷却液流动
刀具制造商希望通过增材制造来添加贯穿冷却液，其效果比机械加工要好。
机加工技术产生锋利的边缘，迫使冷却液旋转而不是形成强流。
3D 金属打印不需要使用双孔冷却剂通道。
通过增材制造制造的刀具采用单个冷却液通道，这是加工无法产生的结构。
打印通道有效地将冷却液引导至切削刃，并到达原本会逃逸流动的区域。
趋势 #2：管理困难的零件形状和具有挑战性的材料
冷却液通道并不是唯一受益于增材制造的刀具和零件特征。其中一些特征使用 3D 金属打印比通过机械加工更容易构建。其他的根本无法用减材技术生产。
增材制造简化了复杂模具的生产，包括加工无法触及的内腔。蜂窝结构取代了实心金属，具有轻质强度。AM 可以在构建刀具本身的同一过程中为刀具构建支撑结构。与许多其他 3D 打印物品一样，这些支撑不需要是实心的，因此它们需要的材料更少。
趋势 #3：增强制造业的可持续性
增材制造还有助于实现制造的可持续性。增材制造工艺不会产生成堆的碎屑以供回收，任何残留的金属粉末都可以重复使用或回收。打印刀具的重量通常比机加工刀具轻，这使得车间能够使用更少的能源来制造零件。
趋势 #4：改进刀具
未来的发展将进一步利用 CAD/CAM 功能在增材制造中的应用。最终，刀具制造商应该能够对零件的参数进行编程，并生成刀具来生产这些特征。即使在今天，增材制造也可以帮助制造商确定他们是否可以生产特定部件，并确定他们的工作需要的定制刀具。增材制造生产只需要少量加工即可从近净形状过渡到成品配置。
趋势 #5：在更短的时间内创建定制刀具
定制刀具的传统制造可能需要长达 8 周的时间，包括优化形状、强度和功能的迭代设计。AM 可以将该时间缩短到两周或更短。在一个构建板上，3D 金属打印可以在一个 8 小时的周期内生产四个单独的嵌套物品。在某些情况下，刀具设计需要将增材制造和烧结相结合，其结果与减材铣削刀具的功能一样好。
阅读我们最新的电子书，详细了解增材制造的优势和挑战
特殊注意事项和可持续性
增材制造可以生成非常接近最终零件尺寸的近净形状。这些工件的精加工需要精确的夹具和高精度的加工。准确的探测和最佳拟合对准对于获得正确的结果也至关重要。与铣削部件相比，3D 打印工件对形状微小变化的容忍度较低。这使得在生产、精加工和检查中对细节的关注变得更加重要。
话虽如此，增材制造在工件和刀具生产方面有着巨大的前景。它为冷却液流动创造了比机加工所能产生的更好的选择。
它擅长构建复杂的形状。增材制造可容纳不能容忍某些减材制造的高价值材料，减少切屑体积，并提高可持续性。它的功能已经开始彻底改变刀具设计和定制。
但制造业的成功往往不仅仅依赖于技术。最佳解决方案和技术受益于战略合作伙伴关系。
凭借在增材制造方面的丰富经验，山高了解增材制造技术及其影响，以及如何利用它实现最佳结果。当我们的客户努力挖掘其潜力时，我们了解他们如何努力实施它以及如何使其为他们所用。凭借数十年的制造专业知识，我们已准备好将增材制造带入未来，并帮助应用其优势。
