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将金属3D打印与机加工相结合-高迈特生产非标刀具的新途径

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本帖最后由 小软熊 于 2016-12-15 10:36 编辑

用增材制造技术来制作减材制造使用的刀具,会产生什么样的奇迹呢?铣刀主要用在机床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件,特别是非标的铣刀,其刀体的几何形状非常复杂,通常这些非标刀具是通过机加工技术制造的。那么,在加工这些复杂的刀体过程中是否存在困难? 金属3D打印技术在非标刀具的制造领域是否可以有所作为?德国刀具制造企业高迈特(Komet)在非标铣刀定制化生产领域中的一些经验,南极熊接下来看一下使用效果。

3D打印的定制化刀体与机加工的标准化刀柄
高迈特公司推出了 Revolution 系列铣刀产品,在铣刀的制造中高迈特同时使用了金属3D打印技术和机械加工技术。铣刀中拥有密集出屑槽的刀体部分是通过金属3D打印技术制造的定制化非标产品,刀柄部分则是通过机械加工技术批量化生产的标准产品。

通常,铣刀中非标的刀体也是通过机械加工技术制造的,高迈特为什么转而使用金属3D打印技术来制造这些刀体呢?3D科学谷了解到,提升非标铣刀的刀具性能、刀具寿命以及实现灵活的定制化铣刀生产是高迈特选择金属3D打印技术的主要动力。

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图片:高迈特非标铣刀刀体
出屑槽的密度、角度是影响刀具性能的主要因素。如果刀体中拥有密集的出屑槽则能够提升刀具的进给速度和切屑效率,通过机床和小型刀具以轻切的方式制造刀体存在加工难度高、加工周期长的问题。高迈特所使用金属3D打印技术不仅能够制造出更高密度的出屑槽,而且使刀体制造效率得到提升。由于刀体中出屑槽的密度提高了,刀具在进行材料加工时的效率也得到提升,特别是在切削铝合金和碳纤维复合材料时可实现更高的材料切除率。

在出屑槽的角度方面,以往高迈特可实现的角度为4-5度,通过3D打印术高迈特制造出的螺旋角可达到20度。

刀具内部冷却通道的几何形状则对刀具寿命有一定影响。通过3D打印制造出的刀具内部冷却通道具有复杂的螺旋状几何结构,该结构可提高冷却液到刀具顶部的流动过程中的热传导能力,从而提高刀具寿命,以及刀具运转速度。
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图片:高迈特非标刀体的3D打印
在高迈特的德国总部中,这类非标的铣刀刀体是通过Renishaw的选择性激光熔化金属3D打印设备制造的。在一次打印任务中,为客户定制化生产的多款不同刀体同时被打印出来。打印完成后,刀体通过EDM设备从底部的金属盘中切割下来,接下来PCD刀片被安装在刀体上。


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图片:完成焊接后的刀具
最后高迈特通过激光焊接工艺将刀体和刀柄焊接在一起,刀柄仍然是通过机加工方式大批量制造的。除了在刀具性能和刀具寿命等方面带来的提升,3D打印技术还给高迈特的刀具设计带来更高的自由度,这为高迈特的非标刀具定制业务带来便利性。
目前高迈特的非标刀刀体的3D打印任务设在德国总部,当接到其他国家的非标刀具订单之后,德国总部将进行刀体的3D打印,客户所在国家的工厂可同时进行刀柄的批量化生产,当非标刀体的3D打印完成之后寄送至当地工厂完成刀柄与定制化刀体的焊接工作,通过这种方式高迈特将为客户带来高效的非标铣刀定制方案。

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来源:3d科学谷
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