良多3D打印的金属零件须要施行呆板加工来生成精湛的表面，但由于3D打印零件偶尔是具备繁杂多少形态的轻量化零件，这给后续的呆板加工带来了挑战。在对3D打印零件施行呆板加工时须要琢磨3D打印的刚度能否满意呆板加工的请求，怎样用夹具夹持这些构造繁杂的3D打印零件等一系列的题目。

本期，将经过增材缔造大师分享的一个3D打印金属零件呆板加工案例，与好友们联合对3D打印零件呆板加工中的挑战妥协决摆设施行研究。3D打印是一种具备灵巧性的技巧，对计算的管制较少，借助3D打印技巧计算师也许完结一些繁杂的计算摆设，譬喻：轻量化构造、功用集成的一体式构造。不过增材缔造技巧的这些上风，有意会由于要顾及到后续呆板加工中所形成的挑战而被衰弱。倘使在首先计算与缔造增材缔造零件时没有充足琢磨到后续呆板加工中所面对的挑战，则也许由于零件加工失利而形成损失。

3D打印的零件时常须要经过呆板加工来完结详悉的圆孔和滑润平缓的表面，尔后与其余零件装置在一同。但是，3D打印零件所具备的繁杂轻量化构造有意会由于刚度不够而不能很好的适应加工经过。其它，繁杂的构造也增多了对工件施行平安装夹的难度。

精加工的挑战

1.3D打印零件的刚度能否足以满意呆板加工经过中所经受的负载？零件能否会偏离刀具以及形成振荡，使得刀具振荡并致使较差的机加功成就？倘使3D打印零件的刚度不够以满意呆板加工的请求，有哪些处置摆设也许处置这些题目呢？

2.倘使刚度的题目得以处置，接下来面对的挑战是如安在机床长施行瞄准。3D打印零件在打印经过中也许存在确定的变形，缺乏明晰的基准，这象征着对3D打印零件施行呆板加工时，须要首先找到零件中“好”的部份。取得零件的最优5轴对齐是特别紧要的。

这边先容协会理事单元雷尼绍（Renishaw）公司的一个案例。Renishaw经过一个金属3D打印的微波导杆，对3D打印零件精加工中所面对的挑战以及处置摆设施行了探究，从施行呆板加工前的筹办到终究实行零件的精加工，全部包罗9个环节。

左图是用保守计算思绪和缔造方法缔造的导杆，由几个部份装置而成；右图是3D打印的导杆，这是一个一体式的零件，与原始零件比拟，分量升高一半。

这是一个为电信卫星而计算的零件，对该零件首要的本能请求是轻量化和提高微波的宣扬效率，以及缩小该零件对卫星有用载荷的空间请求。

处置摆设第1步-建设预期的切削力首先，经过实验来评价3D打印零件能否具备机加工所请求的充分刚度。

动力数据（DynoData）显示了反复经过的负载，也许看到峰值力大抵是中心值的两倍。还也许实验不同深度的切削，相识它是怎样影响零件上的负载的。

第2步-摹拟切削力

经过摹拟经过，发掘在零件解放端周边的法兰边沿加工致使显然的偏转（大于微米），有限元解析也显示出显然的歪曲，这类境况也许致使切削不平均。

第3步-首次切削实验

倘使在以上这类境况下施行呆板加工，将碰到零件偏离刀具并回弹，表面形成振荡，刀具振荡等题目。涌现这些题目的结束是，形成差的表面光洁度。

处置这些题目的办法是提高零件在切削经过中的刚度。有两个环节也许提高刚度，一是调换3D打印零件的计算，第二是改动呆板加工经过中的夹持方法。首先咱们来相识一下，怎样经过调换计算来处置这些题目。

第4步-经过改动3D打印零件的计算应对机加工的挑战

改动3D打印零件计算的对象是使零件变得加倍坚挺，在本案例中，计算师应用的方法是，为零件增加了毗邻零件两头部件的支持构造，以缩小在切削实验中看到的缺点。

也许是在两头部件之间增加毗邻的桁架构造，这类方法较为繁杂。

经过调换计算摆设来提高刚度的缺点是增多了零件所占的体积，这也许会影响到其余组件所须要占用的空间，升高计算的团体效率。尚有一个值得提防的题目是，在向例的工件装夹方法下，调换计算后的零件偶尔仍无奈满意机加工请求，这时就有须要从头琢磨零件的装夹方法。

第5步-从头琢磨零件的装夹方法在本案例中，从头装夹方法的详细摆设是，为3D打印零件计算一个定制化的夹具，并用3D打印装备直接将定制化的夹具缔造出来，缩小了零件变形和表面被损伤的危机，使3D打印零件加倍靠拢加工特性，缩小偏转和振荡。

第6步-施行定制化夹具的建模

在对夹具中的3D打印零件施行有限元解析时，计算师发掘也许经过对零件中“直”的构造施行更好的夹持来进一步提高刚度。

第7步机加工筹办实行3D打印零件的计算调换和定制化夹具的计算、缔造以后，就也许加入到呆板加工的筹办阶段了。

图为拓扑优化的3D打印零件在柔性量规上丈量，以形成5轴瞄准，用于后续加工。

在此经过中，当呆板轴的线性和回旋疏通超过缔造详悉零件所需的小吏时，就会涌现差错。在本案例中，工程师应用了的Renishaw来往式测头和计量软件NC-Checker来判断和监测这些题目。

第8步-零件配置在向例的呆板加工中，偶尔是先缔造基准面，尔后应用这些特性来对齐和定位零件，以用于随后的加工职掌。不过关于本案例中的3D打印零件，没有遵从向例办法来施行，这是由于精度基准务必在生成一切其余表面以后被增加到终究加工职掌中。

3D打印零件配置的挑战是，经过零件的现实形态来配置，这触及到在一切摆设切削精湛特性的地区明白零件的材料处境，同时琢磨到呆板加工留量，零件的变形等要素。在本案例中，计算师试图探求在一切这些地方留住充分材料，进而容许一致和有用的切削。在这一环节仍可应用测头和计量软件，找到精加工的“最好拟合”配置。

施行精加工3D打印零件配置的另一种方法是，应用车间可编程的规格来丈量零件并施行对齐。此办法更合用于更大量量的运用。

第9步-呆板加工经过上述8个环节的的筹办，所取得的组件具备在小吏界限内的临界尺寸，而且体现出优越的表面光洁度。与初期的加工切削实验比拟，刀具振荡和磨损大大升高。

呆板加工时常是金属3D打印工艺链中的一部份，这也是一个具备逃战和危机的经过，倘使呆板加工失利，将致使一个有价格的3D打印零件报废。倘使在计算3D打印零件之初就也许琢磨到呆板加工中所面对的挑战，将有助于升高失利的危机。

迎接诸君3D打印零件呆板加工方面有探究阅历和心得的好友，经过留言的方法或在上海市增材缔造的

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