通常我们认为相比于传统加工工艺,3D打印更适合加工一些形状尤其复杂的产品。然而,我们容易忽略3D打印另外一个特点,那就是对材料的节约。
资源驱动的增材制造项目可能没有特别复杂的设计或奇特的外观几何形状,但是出于对零件更短交货的要求,或者对于采购昂贵并且难以加工的特殊材料的零件驱动,3D打印在这一领域不仅有着其用武之地,还有着一定的商业化前景。
传统加工的痛点
大型空心零件是很好的例子,例如铬镍铁合金航空航天外壳和钛潜水压力容器。
通常这些零件被用作原型开发阶段,或用于维持阶段来满足缺乏的库存需要。通常,这些生产批量小,高度定制的产品可以通过3D打印来作为成本较低的选择。
例如考虑到制造一个大的,空心的肋状铬镍铁合金零件。如果通过5轴铣削来从钢坯中切削掉多余的材料,这当然是可能的,并且会产生优异的质量,但是这需要大量的材料来加工,并且产生浪费。而且从材料采购,到CNC编程,再到夹具等,这些步骤都需要花费很多时间才能开始工作。
尤其是对于Inconel合金这样难加工材料来说,即使对于在铬镍铁合金的CNC铣削加工方面经验丰富的机械师来说,机床上的刀具磨损也是不容忽视的,刀片的更换也将限制整个过程的自动化程度。而对于Inconel718这样的材料的机加工来说,加工需在材料的固溶处理后进行,并且要考虑到材料的加工硬化性,与奥氏体不锈钢不同的是, Inconel718这种材料适合采用低表面切削速度。
总之,对于难加工材料的机加工来说,加工挑战很大,并且对于大余量的切除工作,不仅会浪费大量的昂贵材料,而且长时间的加工工作,显着带来刀具的磨损,这***终会使得加工价格变得高昂。
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