【編者按】第十七屆中國國際機床展覽會（CIMT2021）期間，中國機床工具工業(yè)協(xié)會特種加工機床分會和中國機械工程學會特種加工分會組成特種加工機床評述專家組，通過對參展特種加工機床的現(xiàn)場觀摩艾岂、收集資料以及與參展廠商的交流座談，對境內(nèi)外電加工機床迈壤、激光加工機床以赤、增材制造機床的技術特點及發(fā)展趨勢進行了比較深入和系統(tǒng)的評述，并對特種加工機床的應用與市場發(fā)展進行了分析趟雄。此前已經(jīng)發(fā)布了部分電加工機床和激光加工機床展品評述劣饺，今天發(fā)布部分增材制造機床展品評述印姑，謝謝關注。

2020年全球增材制造（3D打悠跗）機床行業(yè)仍保持了正增長勢頭狮贪，金屬3D打印領域在2020年產(chǎn)生了16億美元的收入，預計到2030年將增長到317.8億美元汛欺，10年總體復合增長率為35%尾杆。目前我國的工業(yè)級增材制造機床，無論是機床的擁有量琉语，還是與之相關的產(chǎn)值狗丙，都超過了全球總量的三分之一。中國增材制造產(chǎn)業(yè)連續(xù)多年增速保持在20%以上密哈。

展望2021年的增材制造市場扼褪，工業(yè)級增材制造機床的價位細分市場中，金屬粘結(jié)劑噴射3D打印機以及設計級和專業(yè)級價位中的復合3D打印機粱栖，均是最值得關注的。從長遠來看脏毯，專注于批量生產(chǎn)的金屬和塑料3D打印機將引領3D打印行業(yè)的發(fā)展闹究。預計2021年工業(yè)3D打印系統(tǒng)的出貨收入將穩(wěn)定增長15％。

1. 金屬增材制造機床及增減材復合機床

本屆展會延續(xù)了上屆以金屬3D打印機床為主的特點食店，并出現(xiàn)了更多增減材復合技術及機床產(chǎn)品渣淤。本次展出的3D打印機床，雖不一定是最新款吉嫩，但在技術上均有所提升价认，設備性能和功能更加完善。

瑞士GF加工方案與全球最大的3D打印公司——美國3D Systems公司繼續(xù)聯(lián)手自娩，進一步完善了增材制造全面解決方案用踩，提出了端到端的金屬增材制造工作流程。方案中包括增材加工機床忙迁、電火花加工機床和激光表面紋理加工機床脐彩，以及銑削加工中心和主軸，還有工裝夾具吠败、自動化及軟件系統(tǒng)发刨，由此有效提升了增材制造能力和競爭力。本屆展出的金屬3D打印機DMP Flex 350（見圖1）镇轿，依托3D Systems公司的直接金屬打犹印（DMP）專利技術，最大成形尺寸為275mm×275mm×420mm斟彻，配備500W（或450W）光纖激光器痢玖；成形室抽真空至10-1 Pa光稽，使用先進的保護氣體氣流技術，可制造高致密度與高純凈度的零件砍没；激光窗口處有特殊設計的進氣口懒竖，可長時間保持窗口清潔，較長時保持成形室氧的體積分數(shù)＜0.025‰鸥司；激光窗口兩側(cè)有可見光和紅外攝像頭舅洋，對預埋零件定位測量，實現(xiàn)修復或連續(xù)打优喑睢著摔；采用功能完善的3DXpert軟件

LaserForm材料、真空環(huán)境及智能粉料管理系統(tǒng)定续，可實現(xiàn)如Inconel合金谍咆、鈦合金、鈷鉻合金私股、鋁摹察、鋼等金屬材料的增材制造。該公司的CUT AM 500電火花線切割機床倡鲸，是獨特的分離增材制造工件專用機床供嚎。將該機床與DMP機床聯(lián)結(jié)起來，可保持工件完整峭状，適用于自動化生產(chǎn)克滴，降低運行成本；采用快速切分工藝优床，能夠可靠切分有特殊支撐結(jié)構(gòu)和含有殘余粉末的工件劝赔；采用傾斜工作臺及雙絲軸，分離速度快胆敞，精度高诸痢；采用水平切割細徑鉬絲，工件在切分加工時保持基準精度及質(zhì)量酝梧，確保工件的工藝完整性矢锯。

圖1  DMP Flex 350型金屬3D打印機床及成形室

日本沙迪克公司展出的金屬3D打印機LPM325，采用激光選區(qū)熔化（SLM）技術實現(xiàn)3D打印秋贤，在不改變設置的情況下跛猛，進行基準面的加工；通過縮小造型室的體積爬喝、優(yōu)化煙霧回收方法儡绩，提高了造型速度；標配了粉末吸收裝置程鸵，改善了成形室內(nèi)的粉末處理流程鹿磁；配置了專用的數(shù)控系統(tǒng)和CAM軟件蒜吱，可在不改變設置的情況下加工所打印零件的基準面。同時骆喉，可與開發(fā)的新型NC裝置（RM4RP）聯(lián)結(jié)诚凰，具有統(tǒng)一的操作環(huán)境，可輕松完成增減材加工的轉(zhuǎn)換哀澈。

DMG MORI公司展出的LASERTEC 30 SLM 3D打印機床牌借，可進行多功能的復雜工件、隨形內(nèi)冷道工件割按、拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化的部件等的3D打印膨报。采用封閉式粉料循環(huán)系統(tǒng)及新型rePLUG可拆式粉料模塊，利于提高成形質(zhì)量适荣，避免換粉污染现柠；采用統(tǒng)一的解決方案CELOS（CAD編程→機床控制），操作/編程簡單方便弛矛。另一機型LASERTEC 30DUAL SLM的不同在于采用2×600W雙激光系統(tǒng)够吩，提高生產(chǎn)力達80%；采用高精度光學模塊丈氓，掃描場100%重疊周循，調(diào)整光斑直徑（50-300μm）；采用新的持續(xù)過濾系統(tǒng)扒寄，過濾器使用壽命>3000小時，鈍化了金屬粉塵私免，顯著提高了安全性木冈。

德國Precision Surfacing Solutions公司的millGrind BL10磨床，是一臺增減材復合機床檀抡，以磨床為主演易，復合了激光熔覆和磨削、銑削加工园溃，用于渦輪葉片的加工及磨損葉片的修復坝偶。該機床可以檢測葉片的磨損區(qū)域，根據(jù)檢測結(jié)果進行激光熔覆冲雾、銑削和磨削加工醉檐。

中國航空制造技術研究院早在上世紀90年代中期，就與清華大學等單位合作奥怪，開展了激光選區(qū)熔化（SLM）和電子束選區(qū)熔化（EBM）技術與設備的研究勿镇。它依托超大型真空電子焊裝備的技術優(yōu)勢，首次推出了EBM機床和SLM機床盘瞧，引起了廣泛關注蚂兴。這些機型最大的特點是超大的打印空間柒浙，EBM機床的最大成形件尺寸360mm×360mm×500mm，SLM機床的最大成形件尺寸≥810mm×450mm×730mm章姓。EBM機床的真空環(huán)境可有效避免雜質(zhì)元素混入佳遣，使零件保持良好的組成，適用于多種合金凡伊；采用可快速更換的成形倉和供粉倉零渐，以及粉末管理系統(tǒng)，減少了輔助時間的消耗窗声；成形溫度高相恃，可有效減小應力與變形，提高成形精度笨觅；掃描速度快（1000m/s）拦耐，電子束流范圍大（0-100mA），能量利用率高见剩，成形效率高杀糯。SLM機床利用高亮度激光，掃描振鏡的最高掃描速度達10m/s苍苞；采用高精密鋪粉固翰，層厚范圍可調(diào)（20-50μm），可保證工件的成形精度耕粪；特別是可保持艙室的氣氛不變治盆，氣氛的氧體積分數(shù)≤1‰，加工材料的種類包括鈦合金妨宙、不銹鋼矫摸、鋁合金及碳鋼等。

大族激光智能裝備集團采用SLM技術伐歇，推出了HANS-M-1001機床（見圖2）烧锋，適用于齒科、骨科磁姻、科研密梯、教學等，可提供齒科醫(yī)療專用開放參數(shù)革睬，可獲得醫(yī)療鏤空結(jié)構(gòu)安影；采用氮氣/氬氣保護，成形速度快竣康，達120顆牙齒/5小時岸裙；采用下送粉供粉方式，可選配柔性或剛性刮刀系統(tǒng)速缆；采用Profinet總線控制降允，可通過遠程云平臺及APP監(jiān)控恩闻。

圖2  HANS-M-1001型SLM 3D打印機床

湖南云箭集團采用SLM技術，推出了VM 280型3D打印機（見圖3）剧董，適用于不銹鋼幢尚、鈦合金、鋁合金翅楼、鎳基合金等尉剩。它采用雙向鋪粉，提高鋪粉效率毅臊，縮短打印時間理茎；采用可變光斑，變化范圍為65-150 μm管嬉，使得成形更加高效皂林；采用上落粉結(jié)構(gòu)，可持續(xù)加粉蚯撩，實現(xiàn)大型零件不間斷打用芟铩；采用三重過濾饲悟，降低煙塵循贝，延長過濾系統(tǒng)壽命；采用全新風場根朱，確保打印質(zhì)量尉利。

圖3  VM 280型SLM3D打印機床

本屆展會有多家3D打印產(chǎn)品的代理公司前來參展。例如敏盒，東莞寶力機械有限公司代理了德國EOS公司的選區(qū)激光燒結(jié)（SLS）機床汤顷、美國HP公司的多射流熔融（MJF）機床等。香港力豐機械有限公司除了同樣代理美國HP的MJF機床外纪娄，還代理了美國3D Systems公司的多噴頭塑料3D打印機ProJet MJP2500戈裳、彩色手板3D打印機ProJet CJP360等悉契，美國Markforged公司的Metal X7金屬3D打印機（采用其特有的原子擴散增材制造ADAM技術）启毁、工業(yè)級尼龍/碳纖維3D打印機X3和X5等，波蘭Sinterit公司的桌面級SLS3D打印機Lisa1等憔辞。深圳馬路科技有限公司代理了美國3D Systems公司的DMP Factory及3DXpert金屬3D打印機页衙、ProJet MJP2500等。

2. 非金屬增材制造機床

廣州形優(yōu)科技有限公司展出了多款非金屬材料增材制造機床阴绢，包括美國Stratasys公司的FDM 3D打印機Fortus系列店乐、POLYJET光固化3D打印機Objet系列等，美國Formlabs公司的光固化3D打印機Form 3/3L系列呻袭，美國Markerbot公司的methodX尼龍/碳纖維3D打印機等眨八。這些設備可實現(xiàn)熱塑性塑料腺兴、碳纖維增強尼龍材料的增材制造。

美國Stratasys公司的FDM 3D打印機Fortus 380mc（見圖4）廉侧，主要特點包括：操作環(huán)境潔凈页响、安全，材料無毒段誊，材料利用率高闰蚕，可選材料多，可以在辦公室连舍、家庭環(huán)境下進行没陡，沒有產(chǎn)生毒氣和化學污染的危險；可使用工程塑料構(gòu)建堅固耐用的零部件审亿，如Diran 410MF07尼龍系列工程級熱塑塑料等焊循；本系列產(chǎn)品的分層厚度為0.330/0.254/0.178/0.127mm（可選），精度為0.04-0.07 mm睛赁；采用優(yōu)化的支撐結(jié)構(gòu)和可溶性支撐材料闻荠，易于去除支撐♂阆椋可用的高性能打印材料種類較多藻拟，包括基礎材料（ABS-M30、ABS-M30i廉贤、BS-ESD7卑聚、ASA）、工程材料（PC卧蒂、PC-ISO纽秽、PC-ABS、Nylon12圆乡、Antero 800NA)及高端材料（Ultem9085掰腌、Ultem1010、Nylon12CF炸渡、ST-130）娜亿。

該公司的Poly Jet3D打印機采用Poly Jet聚合物噴射光固化工藝，使用Poly Jet聚合物蚌堵，可同時混合多種基礎成型材料买决，支持全彩色打印吼畏；成型模型質(zhì)量高督赤，最薄層厚為14μm，確保獲得表面質(zhì)量高、細節(jié)表現(xiàn)好的部件和模型躲舌；精度高丑婿，精密噴射與材料性能可保證細節(jié)精細；環(huán)保清潔：適合辦公室環(huán)境使用没卸，樹脂盒方便更換枯冈，支撐容易去除，噴頭可單獨更換办悟；多用途：材料品種多樣尘奏，可適用于不同幾何形狀/機械性能及顏色的部件，數(shù)字材料約15萬種顏色鸦呆，可同時提供為眼鏡定制瓣挂、醫(yī)療領域及個性化定制需求強烈的行業(yè)開發(fā)的專用材料。

美國Makerbot公司的尼龍/碳纖維3D打印機METHOD X畔香，通過推出Method Carbon Fiber Editions進入了3D打印的新階段类埋，能夠為制造工具、夾具和固定裝置打印更堅固猪褐、更精確的尼龍/碳纖維零件鼓辈，并且在某些應用中可用于制造金屬替換零件；零件表面粗糙度有所提升和蛀，特別是與新的加熱室退火功能相結(jié)合時失跷，效果更佳；用戶可借助可溶性或分離式支撐結(jié)構(gòu)搂棱，打印出具有復雜幾何形狀的零件叔梆，表面粗糙度得到改善；采用不同配比的尼龍碳纖維復合材料偏控，主要面向汽車筑凫、航空等行業(yè)，打印輕量化的金屬零件替代品并村，其良好的熱性能和機械性能也帶來了較高的成本效益巍实；相比競品的改性ABS配方，MakerBot的材料硬度高26%哩牍、強度高12%棚潦，而且耐高溫能力也提升了15℃；由于支持雙擠出頭姐叁，METHOD X ABS可以與Stratasys公司的可溶性支撐材料SR-30同時進行3D打印瓦盛，獲得更佳的支撐效果（見圖5）洗显。

圖4  Fortus 380mc型FDM 3D打印機床

圖5  MethodX型尼龍/碳纖維3D打印機床

湖南云箭集團采用SLS技術外潜，推出了VS-DP系列3D打印機，成形材料包括覆膜砂、PP处窥、PS等高分子材料嘱吗。此機床主要特點有：一機多材，材料利用率>90%滔驾；專為精密定制化鑄件的制造設計谒麦，達到高精度成形；成形尺寸大采冕，專為小批量定制化鑄件設計援愁；多區(qū)溫控，設備的溫度場更加均勻孩青；全自動真空定量送粉径揭，智能化按需供粉。

（CIMT2021特種加工機床評述專家組）

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