【機床商務網(wǎng)欄目 地區(qū)風采】這個故事始于2019年夏天對貝克工業(yè)(Baker Industries)的參觀，這是一家位于美國底特律附近的分包制造商，主要服務于OEM、一級航空航天和汽車行業(yè)。
 

 

　　本文的作者Donaldson曾寫了關于Baker巨型VMC (Emco Mecof PowerMill)的文章，這是Emco Mecof PowerMill的一個特色是52×20×10英尺的XYZ工作包，并介紹了該公司在為極大型cnc加工部件提供獨特復雜設置和編程方面的經(jīng)驗。
 

　　當時的畫面，是有著125年歷史的焊接設備制造商林肯電氣(Lincoln Electric)的一名代表，與幾名貝克員工坐在一起，這似乎有點奇怪。雖然林肯電氣近收購了貝克工業(yè)公司，但這筆交易的性質(zhì)和目的尚不清楚——至少在幾個月后，當Donaldson去參觀并寫了關于林肯電氣添加劑解決方案的文章時，才弄清楚。那篇文章主要討論了林肯汽車公司用于打印一些大型部件(如復合航空部件的模具)的線弧增材制造工藝，該工藝包括對這些大型部件進行精加工的挑戰(zhàn)。而收購位于底特律附近的貝克工業(yè)公司，恰好就是林肯對這一挑戰(zhàn)的回應。
 

　　那么，有多少數(shù)據(jù)點構(gòu)成了這一趨勢?顯然，答案不止兩個。雖然Donaldson已經(jīng)寫了好幾篇關于車間和3D打印之間關系的文章，但在同一家公司內(nèi)，同時擁有增材制造和CNC加工能力的成本和供應鏈效益，似乎正變得越來越普遍。
 

　　為了了解從貝克工業(yè)公司開始的這段旅程，Donaldson聯(lián)系了這家公司，開始解讀從被林肯電氣公司收購以來發(fā)生的變化，并討論了加工大型3D打印部件的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。
 

　　8天，170英里
 

　　林肯電氣的印刷工藝結(jié)合了自動金屬惰性氣體(MIG)焊接或激光熱絲焊接與直接沉積3D打印。為了了解基本原理，你可以想象一個焊槍將熔融金屬絲原料的焊道層沉積到多軸轉(zhuǎn)盤上。通常，這些工具需要幾個月的時間來制造，這不僅是因為有像Invar這樣的原材料，還因為面罩型刀具需要大量的時間來制造，以及在CNC設備上的加工。隨著林肯電動添加劑解決方案的推出，印刷這些零件的時間可能是幾天，而不再是幾周的問題了。之后它們將被運送到幾百英里外的貝克工業(yè)完成加工。
 

　　“我們可能是目前世界上能夠同時處理大規(guī)模印刷和機械加工的公司之一，”貝克工業(yè)公司(Baker Industries)的運營經(jīng)理Bill Ednie是這樣來形容的。Ednie說，自從林肯電氣(Lincoln Electric)在2019年收購貝克(Baker)以來，其增材業(yè)務交付的用于精加工的3D打印部件數(shù)量開始增加。從一個純加工的角度來看，Ednie先生指出了3D打印和傳統(tǒng)制造零件之間的幾個不同之處。
 

　　1. 熱管理
 

　　大量的庫存需要從一個足夠大的鋼坯中去除，僅通過加工就可以產(chǎn)生一個大的平面，這就產(chǎn)生了難以置信的熱量。在加工過程中，由加工熱引起的殘余應力往往導致零件翹曲或扭轉(zhuǎn)。貝克從林肯電氣添加劑解決方案那里獲得了大量的印刷部件，這些解決方案不需要粗加工或重切削，只需要精加工。需要去除的庫存量極小，從而大大降低了翹曲和扭轉(zhuǎn)的可能性。
 

　　2. 工件夾持
 

　　對于經(jīng)驗豐富的機械工程師來說，大型機械加工零件的夾持策略也是一種挑戰(zhàn)。Ednie先生將其與3D打印部件進行了對比，指出了一個核心優(yōu)勢:“我們可以把工件放置在任何我們想要的地方。我們可以對設計進行添加，使添加部分完全符合我們的要求。同時，可以在我們想要夾持零件的任何地方，增加工件夾持結(jié)構(gòu)。
 

　　3.時間
 

　　通過打印面貼，而不是等待數(shù)月的材料，節(jié)省了大量的時間。林肯電動添加劑解決方案(Lincoln Electric Additive Solutions)的3d打印面貼，比傳統(tǒng)的制造部件能更快地達到成品狀態(tài)。“有時，當你在角落和很深的地方有很大的庫存時，刀具會傾向于偏轉(zhuǎn)或抖動。伴隨著較輕的焊接量，你就不會傾向于偏轉(zhuǎn)或冒振顫的風險，因為沒有那么多的毛坯可去除。它大大減少了設備加工的時間。”
 

　　4. 材料
 

　　作為焊接設備和配件的供應商，林肯電氣添加劑解決方案為典型的焊接操作采購原材料、拉絲和線軸并不奇怪。現(xiàn)在，這種材料可以用于3d打印操作，那就意味著，一個需要大量材料一次打印數(shù)百磅的部件，只需要一趟，就可以到達林肯電氣公司的總部了。
 

 

　　在那里，操作人員可以提取并包裝原料，然后獲得一種合金中的不銹鋼，而這種合金通常無法在這一類體積中獲得。一旦業(yè)務轉(zhuǎn)移到貝克進行機加工，“我們將大大減少客戶的日程安排，”Ednie先生表示。“你不用等上幾個星期來接收材料，然后把它們焊接在一起。因為你下達命令的當天，它就已經(jīng)開始在工作了。”像facesheet這樣的零件，在完成加工后，還需要做大量的工作，才能充分發(fā)揮功能，準備就緒。貝克工業(yè)沒有把零件送回林肯電氣公司，而是負責組裝、質(zhì)量控制、激光檢查、制造、噴漆以及(因為這些是航空部件)在賣給客戶和運輸之前的認證過程。而這些能力，促使該公司在其服務的市場中，處于獨特的地位。
 

　　Ednie表示:”很少有工具供應商會在內(nèi)部進行大規(guī)模3D打印和大規(guī)模機械加工。我們相信，我們比同行都要幾步，因為我們的團隊可以在這里做任何事情，從克里夫蘭的印刷到底特律附近的精加工，然后直接送到供應商那里。”
 

　　(原標題：Growing Closer: Machine Shops and 3D Printing for Production)