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增材制造（3D打?。┮呀?jīng)發(fā)展成為工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常使用的制造工藝技術(shù)，基于粉末床的選擇性激光熔化工藝尤其令人信服：因?yàn)樗梢约庸こ龇浅＞鶆虻摹⒚芏?gt;99.8%、幾乎沒有微孔的結(jié)構(gòu)。Parare有限公司的增材制造工程師兼總經(jīng)理Sven Skerbis如此說道：“我們用選擇性激光熔化技術(shù)所生產(chǎn)零部件的機(jī)械承載能力比鋁合金壓鑄工藝生產(chǎn)的要高20%-30%?！?/p>

2017年，Skerbis跟他的合作伙伴Matthias Bath合作成立了Parare有限公司，這是一家專注于工業(yè)金屬和塑料零件的3D打印服務(wù)商。這兩位工業(yè)工程師在大學(xué)學(xué)習(xí)期間就認(rèn)識到3D打印技術(shù)的潛力：由于3D打印是一種直接根據(jù)CAD數(shù)據(jù)的生產(chǎn)制造過程，因此在組件生成的過程中無需使用刀具、生產(chǎn)制造的工藝文件，也不需要CAM編程。但這種工藝技術(shù)需要的時(shí)間很長，根據(jù)具體的材料和組件的尺寸大小，3D打印所需的時(shí)間在幾小時(shí)至幾天不等。“需要加工的組件越復(fù)雜、或者連續(xù)加工的步驟越多，3D打印也就越有價(jià)值。因?yàn)榻M件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性對3D打印技術(shù)的生產(chǎn)成本幾乎沒有影響。我們的產(chǎn)品主要是原型件的制造和復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的小批量生產(chǎn)，因?yàn)槔脡鸿T技術(shù)生產(chǎn)零件需要造價(jià)昂貴的壓鑄模具，在這種情況下采用3D打印技術(shù)小批量地生產(chǎn)一些備件就是最理想的操作了?！盨kerbis說道。

選擇性激光熔化工藝的粉末材料是典型的合金材料，例如不銹鋼、工具鋼、鈦合金和鎳基鋁合金等等。激光一層層的將這些粉末熔化，變成設(shè)計(jì)者所需的、有著設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的組件，僅靠粉末是無法起到支撐作用的，支撐物必須在精整時(shí)去掉。另外，一些功能性表面、密封表面、配合表面和螺紋則需要進(jìn)行進(jìn)一步的機(jī)械加工，以保證必要的角度和表面質(zhì)量。

后處理精加工的重要接口

最初，Parare公司將3D打印完成后的組件外協(xié)給合作伙伴去完成最后一步的精加工?！敖?jīng)驗(yàn)告訴我們：后處理精加工的接口是非常關(guān)鍵的。如果加工程序或者進(jìn)行后處理加工的公司沒有自己創(chuàng)建3D打印的原始數(shù)據(jù)，通常會(huì)浪費(fèi)很長的時(shí)間才能完成后處理精加工，更糟糕的是還會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，這時(shí)候廢品帶來的損失就太大了?！?/p>

因此，從2019年年初起Parare公司的領(lǐng)導(dǎo)人就決定自己完成3D打印后處理的精加工任務(wù)。他們找到了切削加工技術(shù)專家Michael Meyer，使用的切削加工設(shè)備是Hermle C30 U，使用的CAD/CAM系統(tǒng)是Open Mind公司開發(fā)的hyperMill。

現(xiàn)在負(fù)責(zé)編程和加工的Meyer完全相信hyperMill軟件和hyperCAD-S系統(tǒng)的CAD for CAN。他說：“我已經(jīng)使用這些軟件十多年了，我不知道有什么軟件能夠在五軸加工中與hyperMill相互競爭。我可以利用hyperCAD-S輕松地將幾何體和幾何平面補(bǔ)充到3D-CAD中，或者修復(fù)有缺陷的曲面?！?/p>

利用hyperCAD-S實(shí)現(xiàn)3D打印

通常情況下，Parare公司能夠從客戶那里得到3D CAD成品零件的數(shù)據(jù)。但由于這些數(shù)據(jù)還不適合3D打印，因此首先要將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)絟yperMill軟件系統(tǒng)中并用hyperCAD-S軟件系統(tǒng)進(jìn)行處理。Meyer檢查被加工零件的表面情況，改進(jìn)和添加必要的支撐結(jié)構(gòu)。在需要后處理精加工的地方，他會(huì)確定所需的加工余量以便事后能夠最佳的銑削，然后他將這些補(bǔ)充數(shù)據(jù)添加到CAD系統(tǒng)的零件圖中，使其能夠成為選擇性激光熔化工藝過程中所需的STL標(biāo)準(zhǔn)模板庫數(shù)據(jù)。

適合各種應(yīng)用情況的五軸加工方案

Meyer的能力還和他自己具有很好的CAM編程能力有關(guān)。在3D打印中創(chuàng)建的支撐結(jié)構(gòu)通常都十分復(fù)雜——只有利用五軸加工技術(shù)才能完成3D打印零件的精整后處理。“這正是hyperMill軟件系統(tǒng)的一大優(yōu)勢。五軸銑削加工時(shí)有很多機(jī)床設(shè)備調(diào)整、配置方案，因此我針對每一種幾何形狀、每一種材料和每一種機(jī)床運(yùn)動(dòng)情況都選擇了相應(yīng)的解決方案。例如，耐熱、耐腐蝕的鉻鎳鐵合金必須徑向加工，有時(shí)這樣的加工任務(wù)只能用五軸加工中心才能完成。如果采用端面加工則銑刀會(huì)很快磨損，由于我們采用了五軸加工技術(shù)，我們總是能夠節(jié)約大量的刀具成本。hyperMill軟件中的五軸滾壓和五軸后處理精整等加工循環(huán)的性能非常強(qiáng)大。”Meyer說道。
 “我們很早就意識到3D打印與后處理精加工之間的接口是非常重要的。這也涉及到使用的CAD/CAM系統(tǒng)。Open Mind公司開發(fā)的hyperMill是我們找到的最佳解決方案?！盨kerbis總結(jié)說道。