Die Kombination der Additions- und Materialreduktionsprozesse wird für die gemischte Verarbeitung verwendet

Die Kombination aus Materialzugabe und Materialreduzierung führt zu weitaus mehr Effekten als jede andere Technologie, aber die derzeitige Erforschung dieses neuen Feldes ist bei weitem nicht ausreichend.

In den meisten Fällen erfolgt die Raffination und Wiederaufbereitung der durch die Zugabe hergestellten Komponenten auf einem anderen Gerät. Komponenten, die durch ein System der gerichteten Energiedepositionstechnologie (oder eines Pulverbettschmelzprozesses) hergestellt wurden, werden zur anschließenden Bearbeitung und Endbearbeitung auf ein computergesteuertes Steuersystem (Fräsmaschine oder Werkzeugmaschine) übertragen. Stellen Sie sich vor, wie schwierig es ist, die Referenzpunkte, Referenzpunkte und Werkzeugwege für Komponenten auf Computer-CNC-Maschinen zu bestimmen, insbesondere wenn die Komponenten von der Fertigungsscheibe getrennt sind. Konstrukteure und Ingenieure können Positionierungsmerkmale und Referenzpunkte auf Bauteilen beschriften, um die Richtung der Bauteile und die Referenzpunkte für die Bearbeitung zu bestimmen.

Gleichzeitig bewegt sich die Fertigung in Richtung der Integration von Materialzusatz- und Materialreduktionsprozessen in ein einziges System, beispielsweise die Hybridfertigung. Es wurden auch mehrere kommerzielle Systeme auf den Markt gebracht. DmG MORI integriert beispielsweise die Directional Energy Deposition Technology (DED) (Pulverineration und Laser) mit den Funktionen einer fünfachsigen Computer-CNC-Maschine in ein hybrides Fertigungssystem. Darüber hinaus integrieren Matsuura und Sodick auf unterschiedliche Weise Pulverbettschmelzprozesse und Computer-CNC-Funktionen in die Hybrid-Fertigungssysteme des Unternehmens GG. DMG MORI stellte der Öffentlichkeit offiziell das Pulverbettschmelzverfahren und das Computer-CNC-Hybrid-Fertigungssystem vor. Wenn Kunden auch den Ambit Powder Feed Laser Deposition Head von Hybrid Manufacturing Technologies wählen können, um ein vorhandenes Computer-CNC-Bearbeitungszentrum nachzurüsten, oder die 3D-Mischtechnologie verwenden können, um Pulver- und Drahtvorschubfunktionen mit der Computer-CNC Ihres Unternehmens zu kombinieren Maschinen. Auf die obige Weise kann das gewöhnliche Materialreduktionssystem mit relativ geringeren Kosten und Energie in ein hybrides Fertigungssystem umgewandelt werden.

Glücklicherweise wurde das Lasttec 65-Hybridfertigungssystem von DMG MORI&in CIMM-3D, dem Metallverstärker-Fertigungslabor von Penn State GG, installiert. Dieses System ist allen Laborgeräten überlegen, das pulverbasierte Pulverzufuhrsystem erzeugt Punktgrößen von 1,5 mm oder 3 mm und die Abscheidung von 10 bis 15 lb-Materialien kann in 1 Stunde abgeschlossen werden. Gleichzeitig kann der Benutzer die Fähigkeiten des Fünf-Achsen-Computer-CNC-Systems nutzen, um das abgeschiedene Material zu verarbeiten, oder im Abscheidungsprozess, um das Material in verschiedene Richtungen zu fördern. Auf diese Weise werden Stützstrukturen weggelassen und eine komplexere Geometrie innerhalb des maximalen Bewegungs- und Rotationsbereichs erreicht. Durch die Düse kann der Kunde den Prozess der Materialzugabe und -verringerung während der Komponentenherstellung sehen. Das System ist mit einem Doppelpulverförderer gekoppelt, um sicherzustellen, dass der Kunde eine funktionelle Bearbeitung des Bauteils durch Ändern der Materialkomponenten während der Materialabscheidung durchführt.

Neben der leistungsstarken Kombination aus Materialzusatz- und Materialreduktionsfertigung in Hybridfertigungssystemen sind weitere Kenntnisse dieser Technologie erforderlich. Was ist beispielsweise die optimale Reihenfolge für das Hinzufügen und Verringern von Material? Führt die Werkzeugwegplanungssoftware nach dem Hinzufügen von Komponentenmerkmalen eine Konflikterkennung für Materialreduktionsfunktionen durch? Wie sollte außerdem die Dimensionsintegrität der Bearbeitungsfläche erhalten bleiben, wenn neue Materialien hinzugefügt werden und die Heizkomponenten die Komponenten verformen lassen? Wenn das Teil während der Materialreduzierung kontinuierlich mit derselben Schneidflüssigkeit gespült wird, sollte die Schneidflüssigkeit ausgewählt werden, um sicherzustellen, dass die neu hinzugefügten Merkmale schnell abgekühlt werden können, und wie wirkt sich der Heiz- / Kühlzyklus auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften der aus Komponente? Wie hoch ist schließlich die Pulverauffangrate in jeder Richtung? Wird es sich ändern, wenn sich das Teil um eine der fünf Achsen dreht? Wie groß ist das Ausmaß der Pulveraufnahme und -wiederverwendung? Offensichtlich wird das Pulver nach dem Spülen der Außenfläche des Werkstücks mit Kühlmittel nicht recycelt.

Gegenwärtig gibt es viele Fachleute, und Menschen, die an der Herstellung von Add-Ons interessiert sind, lernen die Details der Materialherstellung im Bereich der Metallbearbeitung kennen, aber wie man das Material vergrößert und verkleinert, um den Mischherstellungsprozess zu optimieren. Die Kombination der beiden erzeugt weitaus mehr Effekte als jede andere Technologie, aber wir haben diesen neuen Bereich der Hybridherstellung nie erforscht.