宫海军,王懋露,王 扬

(哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001)

叠加制造技术是一种以逐层结合材料的方式加工零件或原型的先进制造技术。与传统的去除加工方法不同,该技术将离散的材料按需结合,以达到材料成形的目的。起初,这项技术只能制作一些非金属原型或简单模型,所以工业领域普遍使用“快速成形”来命名使用该原理的一系列技术[1]。自20世纪80年代以来,很多快速成形方法已实现商品化,相关技术已广泛应用于航空航天、机械、电子、制造、医疗和教育等领域。近年来,随着研究的深入和技术的进步,金属零件也实现了通过叠加制造的方法来进行加工。所以,“叠加制造”逐渐取代“快速成形”而成为该项技术的总称。

工具制造是叠加制造技术在工业领域的一项重要应用,超凡生产效率和相对低廉的生产成本是目前很多企业采用该技术加工复杂形状工具的主要原因。叠加制造技术加工工具可分为间接方法和直接方法。间接方法是指使用非金属材料的零件作为中间环节加工工具的工艺过程[2],而本文主要介绍直接方法制造工具的一些技术,包括选择性激光熔化(Selective Laser Melting,SLM),电子束熔融(Electron Beam Melting,EBM),激光工程化净成形(Laser Engineered Net Shaping,LENSTM),超声波固结(Ultrasonic Consolidation,UC),三维打印(Three Dimensional Printing,3DP)。在此基础上,本文举例说明了这些方法在模具随形冷却水道加工、模具成形加工、工具材料改进、工具修复和表面涂覆、电火花电极加工等方面的应用,并归纳了叠加制造技术在工具制造中的优势。……