增材制造减材加工教学设备

增材制造减材加工教学设备

        本文详细介绍了现有的增减材复合加工技术的发展现状，并从硬件、软件、控制系统的集成三个方面对增减材复合加工技术的技术原理进行了阐述。Zui后基于现有复合加工技术的缺陷，指出了未来的研究重点与发展方向。    　　

           数控加工（减材制造）与增材制造的优缺点具有很强的互补关系，如图1所示。数控加工属于“减材加工”，将数控加工与增材制造进行有机集成，以实现增减材制造工艺的复合，不仅能够提高生产效率，降低生产成本，拓宽产品原料加工范围，还可以减少生产过程中切削液的使用，保护环境。尤其是对于经常使用高硬度复合金属材料、机密加工的民航工业以及国防工业，增减材复合加工技术的推广与应用将促使相关产业迎来进一步的飞跃，必将是下一步制造业关注的重点与热点。

增减材复合制造的原理与方法    　　

       增减材复合加工技术是一种将产品设计、软件控制以及增材制造与减材制造相结合的新技术。借助于计算机生成的CAD模型，并将其按一定的厚度分层，从而将零件的三维数据信息转换为一系列的二维或三维轮廓几何信息，层面几何信息融合沉积参数和机加工参数生成增材制造加工路径数控代码， Zui终成型三维实体零件。然后针对成形的三维的实体零件进行测量与特征提取，并与CAD模型进行对照寻找误差区域后，基于减材制造，对零件进行进一步加工修正，直至满足产品设计要求，基本流程如图2所示。由此在同一台机床上可实现“加减法”的加工，是现有的数控切削加工和3D打印组合的混合型方案。这样，对于传统切削加工无法实现的特殊几何构型或特殊材料的零件，近净成形的阶段可由增材制造承担，而后期的精加工与表面处理，则由传统的减材加工承担。由于在同一台机床上完成所有加工工序，不仅避免了原本在多平台加工时工件的夹持与取放所带来的误差积累，提高制造精度与生产效率，同时也节省了车间空间，降低制造成本。    

增材设备（3D打印机）


减材设备（桌面型数控机床）

增减材复合制造的主要关键技术    　　

     从复合加工技术的原理可以看出，该技术的实质是CAD软件驱动下的三维堆积和机加工过程。因此，一个基本的复合加工系统应该由以下几个部分组成：CNC加工中心、沉积制造部分、送料系统、软件控制系统以及辅助系统。其中涉及到的关键技术主要包括复合加工的集成方式、软硬件平台搭建和复合制造控制系统。