Directed Manufacturing公司將金屬增材制造變成一項如當今的塑料增材制造一樣可用于零部件制造的成熟技術(shù)绽脏。該公司預(yù)計,這項工作會一直進行，所以預(yù)期將購買更多的金屬增材制造設(shè)備。

Directed Manufacturing公司的5臺塑料增材制造機99%的時間都投入到量產(chǎn)部件的制造過程當中究油，其中包括燃油箱、外殼协黑、翼梢小翅迹匈、無人飛機部件以及各種專業(yè)化的外科手術(shù)器械和外科手術(shù)對準導向件。這些選擇性激光燒結(jié)產(chǎn)品均屬于復(fù)雜脏拦、高價值且生產(chǎn)批量小的產(chǎn)品帚孔，采用增材制造方式極為合適。過去摇昌，增材制造工藝總是與原型制造聯(lián)系在一起泉档，如今，Directed的用戶已經(jīng)不會再這樣看待增材制造能力净耍。

增材制造加工的對象通常是塑料健需。這家位于德克薩斯州Austin市的增材制造承包商還能采用3D打印工藝來制造金屬部件。從歷史上看嘉警，工業(yè)界接受增材制造可用于塑料部件生產(chǎn)的做法經(jīng)歷了長達數(shù)十年時間蕴来。該公司說，加工所用的材料和工藝都必須經(jīng)過證實拼缝，而設(shè)計師的設(shè)計方案必須適應(yīng)于增材制造所能提供的幾何形狀上的自由度括享。金屬增材制造被接受的過程比塑料增材制造加快了不少，但目前還沒有成功珍促，預(yù)計這項技術(shù)的引爆點可能在今年來到铃辖。至今為止，這家公司絕大多數(shù)的金屬增材制造能力已全部投入到產(chǎn)品開發(fā)當中猪叙，但其中一些已開發(fā)完畢的產(chǎn)品如今已經(jīng)投入到金屬增材制造設(shè)備的制造過程中娇斩。公司預(yù)計將購買更多的金屬增材制造設(shè)備，以滿足不斷增長的需求穴翩。

金屬增材制造設(shè)備由Renishaw公司（以CNC機加工相關(guān)的技術(shù)聞名）出品犬第。去年，Directed公司成為了這家公司的選擇性激光熔融機的第一個美國商業(yè)用戶。Renishaw的增材制造設(shè)備采用了開放式架構(gòu)歉嗓，允許諸如Directed公司這樣的用戶針對用戶指定的新材料開發(fā)和定制設(shè)備參數(shù)丰介。Directed的經(jīng)理們說，這項特色以及Renishaw公司對新材料的開發(fā)進行協(xié)助的承諾是公司決定選擇這款設(shè)備的主要因素鉴分。該設(shè)備的另一項寶貴價值是其具有12in（1in=25.4mm）的構(gòu)建高度,而Directed公司的其他3臺增材金屬制造機均只有最高10in的構(gòu)建高度哮幢，2in的差異可能看起來很小，但其影響制造機內(nèi)的工作流程欣慰，而制造機內(nèi)的工作流程已被證實為決定部件能否采用增材制造加工的關(guān)鍵因素市黔。

節(jié)約成本

Alex Fima和James Hockey分別是Directed公司的技術(shù)業(yè)務(wù)發(fā)展人員以及銷售人員，Alex Ramirez負責管理生產(chǎn)現(xiàn)場氮栏。他們表示插棱，金屬增材制造不僅正在以與塑料增材制造一樣，從原型制造轉(zhuǎn)向量產(chǎn)左蛙，而且金屬增材制造技術(shù)的轉(zhuǎn)變速度更快一些肘何。參考塑料增材制造發(fā)展里程只是原因之一，另一個原因是金屬部件的買方更有可能獲得成本降低但技術(shù)上較為成熟的產(chǎn)品裁甘，利用增材制造能夠達到該節(jié)約效果权炫。

Hockey說，飛機發(fā)動機就是一個例子膜狈。處在發(fā)動機傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝領(lǐng)域的成本改進潛力在很大程度上已經(jīng)被發(fā)掘一空了，廠商已獲取成熟的技術(shù)成果阴默。因此缺沿，發(fā)動機制造商正在尋找非傳統(tǒng)的方法，希望達到顯著節(jié)約成本的效果稚补。增材制造能以多種方式提供這樣的節(jié)約效果童叠。

其中一個方式就是通過減少材料用量和部件重量來實現(xiàn)節(jié)約。Directed公司目前進行的產(chǎn)品開發(fā)工作當中课幕，大部分涉及到細化和重新設(shè)計部件厦坛，以嘗試用最高的材料利用效率來制造這些產(chǎn)品。通過增材制造工藝生產(chǎn)的部件可以非常精細和復(fù)雜乍惊，而且這些部件也不全是實心的杜秸。生產(chǎn)復(fù)雜部件以及空心部件能將部件無需的材料全部省去。增材制造的另一個優(yōu)點是對部件的適用性和效能做出優(yōu)化润绎，而不必擔心對優(yōu)化后部件的形狀再如何鑄或機加工撬碟。例如，發(fā)動機制造商可以改變部件以優(yōu)化燃油或空氣的流動莉撇，但不會對部件做出任何幾何形狀上的妥協(xié)呢蛤。Hockey說，增材制造不要求更換刀具或夾具，因此它對于小批量生產(chǎn)來說是經(jīng)濟合理的其障。許多高價值的量產(chǎn)部件所需數(shù)量僅為每年1000件左右银室。

增材制造所節(jié)約的成本主要來自于減少或消除裝配工作量。一個由10余個零部件緊固連接或焊接形成的復(fù)雜組件可以重新設(shè)計成采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)的一體化金屬部件斜曾。盡管這種方式并非廉價螺喂，但裝配關(guān)鍵部件所需的勞動力價格和由于裝配出錯而付出的代價也不低廉。當與裝配相關(guān)的成本能夠避免時岁之，增材制造能夠通過減少零部件總數(shù)而實現(xiàn)大幅度的成本節(jié)約闹彩。

機床優(yōu)勢

Renishaw公司的加工設(shè)備的特殊設(shè)計拓展了增材制造的效益，設(shè)備的構(gòu)建尺寸就是其中一個方面估宏。

Directed公司的Ramirez說投充，Z軸方向超大的距離對于不使用此設(shè)備就無法進行增材制造的部件具有很重要的意義。

這臺設(shè)備的另一項優(yōu)點與構(gòu)建過程中每一層作業(yè)經(jīng)過材料上方的刀片作用力有關(guān)芙卸。Renishaw 的機器使用的是撓性葉片敷液，它具有較高的靈活性。與這家企業(yè)目前所用設(shè)備的較硬葉片相比后摧，這似乎是一項微小的變動粱祟，但Ramirez說，這項改變擴展了增材制造部件的設(shè)計范圍咙驾。撓性葉片較低的作用力讓Directed公司得以制造出壁更薄且外形更為精細的部件持偏，而其他葉片做不到這點。

增材制造部件的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生臨時性支架氨肌，這些支架將在部件完工時除去鸿秆。Renishaw設(shè)備能夠制造出更纖細的支架，纖細至足以徒手折斷拆除怎囚。在Directed公司的其他金屬增材制造機上卿叽，部件的支架必須通過后續(xù)機加工步驟來除去。但同時Ramirez希望能夠看到新型設(shè)備在控制界面的改進恳守。與競爭產(chǎn)品機型不同的是考婴，這臺設(shè)備的界面不能在加工循環(huán)開始前在控制屏幕上以圖形化方式驗證構(gòu)建循環(huán)。操作者只能偶爾在構(gòu)建循環(huán)開始時通過在設(shè)備窗口觀察來發(fā)現(xiàn)簡單的編程錯誤催烘，從而停止構(gòu)建循環(huán)沥阱，糾正錯誤然后重新開始，這樣很浪費時間伊群。

尺寸和速度

Renishaw公司正在努力地細化設(shè)備喳钟，其中一部分也是采納了Directed公司的反饋意見。金屬的增材量產(chǎn)制造概念目前還非常新穎在岂，能夠進行此類制造過程的設(shè)備仍然在快速改進奔则。對于絕大多數(shù)用于此類工作的設(shè)備阵膛，都存在著特定的限制，限制這些設(shè)備的主要因素不僅是構(gòu)建尺寸汹囱，還有在此尺寸范圍內(nèi)緩慢的構(gòu)建速度哩晕。制造金屬部件時的最佳尺寸是壘球大小的部件，一個該尺寸的金屬部件的增材制造過程用時為18～20h陡料。

增材制造技術(shù)經(jīng)常與速度有關(guān)冯爷，3D打印技術(shù)仍然掛著“快速原型制造”的標簽，而這個術(shù)語值得從兩方面來推敲——快速陪罕、原型昆畜。Directed和其他公司正在證明，這項技術(shù)不只局限于原型制造,但同時對于金屬材料來說将借，這項技術(shù)也不一定是快速的向瓶。在塑料部件的增材制造過程當中，這些條件互相限制作用較小讽椿。Directed的塑料增材制造機體積較大脱每，速度較快。該公司期望金屬增材制造機也能夠在這兩個方面都做到改善朗涩。

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