金属3D打印零件机械加工中的挑战和解决方案

       2018广州国际3D打印展即将在明年3月在广州·广交会展馆A区举行。

很多3D打印的金属零件需要进行机械加工来生成精密的表面，但由于3D打印零件往往是具有复杂几何形状的轻量化零件，这给后续的机械加工带来了挑战。在对3D打印零件进行机械加工时需要考虑3D打印的刚度是否满足机械加工的要求，如何用夹具夹持这些结构复杂的3D打印零件等一系列的问题。

本期，小编将通过增材制造专家分享的一个3D打印金属零件机械加工案例，与大家共同对3D打印零件机械加工中的挑战和解决方案进行探讨。

3D打印是一种具有灵活性的技术，对设计的约束较少，借助3D打印技术设计师能够实现一些复杂的设计方案，例如：轻量化结构、功能集成的一体式结构。但是增材制造技术的这些优势，有时会因为要顾及到后续机械加工中所产生的挑战而被减弱。如果在最初设计与制造增材制造零件时没有充分考虑到后续机械加工中所面临的挑战，则可能因为零件加工失败而产生损失。

3D打印的零件通常需要通过机械加工来实现精确的圆孔和光滑平坦的表面，然后与其他零件装配在一起。然而，3D打印零件所具有的复杂轻量化结构有时会由于刚度不足而不能很好的适应加工过程。此外，复杂的结构也增加了对工件进行安全装夹的难度。

精加工的挑战

1. 3D打印零件的刚度是否足以满足机械加工过程中所承受的负载？零件是否会偏离刀具以及产生振动，使得刀具振动并导致较差的机加工效果？如果3D打印零件的刚度不足以满足机械加工的要求，有哪些解决方案可以解决这些问题呢？

2. 如果刚度的问题得以解决，接下来面临的挑战是如何在机床上进行对准。3D打印零件在打印过程中可能存在一定的变形，缺少清晰的基准，这意味着对3D打印零件进行机械加工时，需要首先找到零件中“”好“”的部分。获得零件的最优5轴对齐是非常重要的。

雷尼绍（Renishaw）公司通过一个金属3D打印的微波导杆，对3D打印零件精加工中所面临的挑战以及解决方案进行了探索，从进行机械加工前的准备到最终完成零件的精加工，总共包括9个步骤。