美國(guó)機(jī)床制造商Sodick正在試圖用其新的OPM250L混合型3D打印機(jī)來(lái)改變模具制造的規(guī)則。該機(jī)器率先結(jié)合了高速銑削功能(使用45000轉(zhuǎn)的主軸)和直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)技術(shù)。

雖然市面上存在一些混合型3D打印機(jī)-銑削機(jī)器，但大多數(shù)采用的都是激光沉積增材制造技術(shù)。Sodick的最新產(chǎn)品的不同之處在于采用的是DMLS，這種增材制造工藝使用激光來(lái)熔融金屬粉末床上的顆粒，逐層構(gòu)建起一個(gè)對(duì)象。據(jù)該公司講，OPM250L是針對(duì)模具制造商開(kāi)發(fā)的，因?yàn)樗茉诔善纺＞邇?nèi)生產(chǎn)共形冷卻通道。

那么，混合型OPM250L是如何工作的呢？據(jù)了解，它先用一個(gè)500W的光纖激光器在一個(gè)金屬粉末床上構(gòu)建目標(biāo)對(duì)象。激光器可實(shí)現(xiàn)50微米的最小層厚，在它最多打印了10層后，銑削就參與進(jìn)來(lái)。此時(shí)，機(jī)器的主軸會(huì)盤(pán)旋在3D打印層的上方，以切除任何多余的材料，從而在對(duì)象的構(gòu)建過(guò)程中有效地對(duì)其進(jìn)行修整。這個(gè)過(guò)程會(huì)一直重復(fù)，直到3D打印對(duì)象全部完成。

45000轉(zhuǎn)的主軸(左);500W的光纖激光器(右)

新機(jī)器的構(gòu)建體積為250 x 250 x 250 mm，非常適合制造相對(duì)較小但非常復(fù)雜的金屬部件。該公司解釋說(shuō)，通過(guò)結(jié)合3D打印與銑削技術(shù)，新機(jī)器可以實(shí)現(xiàn)更高精度的零件。此外，DMLS工藝可以生產(chǎn)密度高達(dá)99.99%的零件，而隨后的銑削工藝可實(shí)現(xiàn)表面光潔度高至2微米R(shí)a的標(biāo)準(zhǔn)切割，以及一個(gè)0.47微米R(shí)a的移位切割。

這款完全自動(dòng)化的機(jī)器也有可能使物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)的整合更簡(jiǎn)單。也就是說(shuō)，雖然單獨(dú)的3D打印機(jī)和銑床需要監(jiān)控和地面交互，但混合型OPM250L可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，并且可以在沒(méi)有人在場(chǎng)的情況下制造完整的零件。

同樣重要的是該機(jī)器的一次性打印對(duì)象的能力，這類(lèi)對(duì)象通常由多個(gè)單獨(dú)部件組成。該公司指出，OPM250L可以在一次打印中完成一個(gè)復(fù)雜的、通常由21個(gè)單件組成的模具。它使用了一個(gè)先進(jìn)的CAM系統(tǒng)，不僅可以導(dǎo)入CAD數(shù)據(jù)，還可以生成最佳的激光和加工數(shù)據(jù)，從而完成復(fù)雜零件和模具的一次性打印。

在一個(gè)例子中，混合型OPM250L 3D打印機(jī)將一個(gè)通常由30多個(gè)部件組成的零件分成兩部分進(jìn)行打印，這讓交貨時(shí)間減少了55%，生產(chǎn)成本降低了38%。正如該公司所說(shuō)：“Sodick相信，OPM250L改進(jìn)了模具制造商所關(guān)心的所有主要領(lǐng)域，從交貨時(shí)間到生產(chǎn)成本再到模具性能。”