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一般來說，金屬3D打印過程不能達(dá)到關(guān)鍵公差要求，必須通過傳統(tǒng)的CNC工藝來達(dá)到一致性。制造商需要考慮如何使3D打印與數(shù)控加工的配合更高效。而隨著3D打印工藝與生產(chǎn)的結(jié)合日益密切，還需要考慮如何將3D打印工藝通過自動(dòng)化的方式與熱處理、線切割、粉末清除、機(jī)加工等工藝結(jié)合在一起。在這方面有些公司已經(jīng)在躍躍欲試，本期3D科學(xué)谷將與谷友一起來盤點(diǎn)這些關(guān)于后處理的自動(dòng)化加工生產(chǎn)線。
視頻中涉及到三款設(shè)備：3D Systems 的ProX 300直接金屬3D打印機(jī), Robodrill小型CNC加工中心,以及Robocut慢走絲電火花線切割機(jī)。
3D Systems 的ProX 300金屬3D打印設(shè)備能夠制造致密的金屬和陶瓷部件，并且能夠提供與 EN ISO 2768（精細(xì)）加工公差和可重復(fù)性兼容的準(zhǔn)確度，每個(gè)維度上的誤差不超過 20 微米。材料包括不銹鋼、工具鋼、有色金屬合金、貴金屬和氧化鋁。優(yōu)異的輸出質(zhì)量、高準(zhǔn)確度和拋光度、高可靠性和可重復(fù)性，以及多于 15 種的可選材料。
Robodrill是BT30小型加工中心的銷量冠軍，單在中國就有突破35000臺(tái)服務(wù)于機(jī)械、汽車零部件、IT精密零件、精密模具、模型等各個(gè)行業(yè)，加工領(lǐng)域也根據(jù)客戶的要求不斷擴(kuò)大。其與智能機(jī)器人融合的機(jī)床上下料系統(tǒng)，集高效生產(chǎn)、穩(wěn)定運(yùn)行、節(jié)約空間等優(yōu)勢(shì)于一體。
FANUC的Robocut慢走絲線切割機(jī)以高速度、高精度、高可靠性、低成本維護(hù)及智能化享譽(yù)業(yè)內(nèi)，被廣泛應(yīng)用于模具，醫(yī)療和超硬材料制造行業(yè)，在日本、歐美、東南亞具有較高的市場占有率。
 DED金屬3D打印+熱處理+機(jī)加工視頻中的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器是通過像Fastems這樣的柔性制造系統(tǒng)將一個(gè)工件先是通過“加法制造”出來，然后由機(jī)械手送去熱處理，最后再通過機(jī)械手將工件送去機(jī)床進(jìn)行精加工制造出來的。
大隈認(rèn)為最大化增材制造與減材制造潛能的方法不是將兩種技術(shù)集成到同一臺(tái)設(shè)備中，因?yàn)榧庸きh(huán)境和加工速度不一樣，對(duì)于集成到同一臺(tái)設(shè)備來說，一種技術(shù)在加工的時(shí)候，另外一種技術(shù)處于“等待”狀態(tài)，這對(duì)設(shè)備的產(chǎn)能是浪費(fèi)的。而將兩種技術(shù)獨(dú)立開來，中間由自動(dòng)化機(jī)器手或者是多托盤系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)作業(yè)，可以將工作效率最大化。
視頻顯示了一個(gè)自動(dòng)化單元模塊。這個(gè)特殊的自動(dòng)化單元含有三臺(tái)RPM的激光沉積機(jī)（近凈型激光成型技術(shù)）與一臺(tái)大隈的MU-6300V五軸立式加工中心，這是一條Fastems的柔性制造系統(tǒng)。3D科學(xué)谷認(rèn)為只所以是一臺(tái)CNC五軸立式加工中心對(duì)應(yīng)三臺(tái)增材制造設(shè)備，是因?yàn)橄啾扰cCNC加工技術(shù)來說，增材制造的速度是慢的，而在本視頻中，大約是3:1的配比最合適。
除了加工速度，將增材加工與減材加工分開的另外一個(gè)原因是兩者對(duì)加工環(huán)境的要求不一樣。RPM的激光沉積系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了保持氧含量低于百萬分之10（PPM）以防止金屬粉末的氧化，工作區(qū)露點(diǎn)低于50°C。
在增材制造完成后，將零件送去熱處理將有效提升零件的性能，熱處理無論是外包還是在自動(dòng)化過程中內(nèi)部進(jìn)行都可以，結(jié)合熱處理工序都不會(huì)破壞工藝流程，從一臺(tái)機(jī)器到另一臺(tái)機(jī)器的自動(dòng)生產(chǎn)線顯示了充分的柔性化，而后期的其他工序包括清洗、標(biāo)識(shí)、檢驗(yàn)等，都很容易融合進(jìn)來。
為什么要將增材制造和減材制造結(jié)合一起，一個(gè)明顯的好處是節(jié)約材料、縮短加工時(shí)間以及節(jié)約成本。原來如果僅僅通過CNC一種加工工藝，則需要將2000磅的鍛件工件加工到200磅的零件，這意味著1800磅的金屬去除量。而通過激光沉積的增材制造方法，只需要400磅的鍛造工件，這意味著只有200磅的切削去除量，那么同樣多的材料通過增材與減材的組合就可以生產(chǎn)九個(gè)零件，而不是一個(gè)零件。
數(shù)字線程貫穿整個(gè)產(chǎn)品生命周期
GE的精彩工廠的設(shè)備和電腦相互“溝通交流”，共享信息，并且為保證質(zhì)量和預(yù)防設(shè)備故障采取措施。工廠的生產(chǎn)線通過數(shù)字化的方式與供應(yīng)商、服務(wù)商、物流系統(tǒng)相連接用來優(yōu)化生產(chǎn)。通過傳感器來精確控制零件的生產(chǎn)情況、監(jiān)測設(shè)備的健康情況以及實(shí)現(xiàn)制造完成后飛機(jī)空中運(yùn)行的情況監(jiān)測。
通用電氣的精彩工廠結(jié)合了先進(jìn)的分析技術(shù)、3D打印技術(shù)，以及與人們并肩工作的協(xié)同機(jī)器人技術(shù)。這些設(shè)施代表了GE對(duì)先進(jìn)制造業(yè)的投資決心，GE的員工在不斷調(diào)整和更新他們的技能，為明天工作。
精彩工廠背后的理念是將設(shè)計(jì)、工程、制造、供應(yīng)鏈、分銷和服務(wù)連接成一個(gè)智能系統(tǒng)。系統(tǒng)收集和分析所有的數(shù)據(jù)，使工廠更加智能化，結(jié)合傳感器的支持，提高數(shù)字設(shè)計(jì)，工廠供應(yīng)鏈優(yōu)化等方面的能力，提高質(zhì)量、吞吐量和產(chǎn)量。
通過為機(jī)器配備傳感器并實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)，GE可以確定機(jī)器何時(shí)出現(xiàn)故障。生產(chǎn)線上的傳感器將數(shù)據(jù)提供給GE基于云的Predix平臺(tái)。這有助于將車間計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間降低20％，并提高整體產(chǎn)品的可靠性，降低生產(chǎn)成本。除了先進(jìn)的工藝和工具之外，還有一個(gè)數(shù)字線程貫穿工廠，橫跨公司，垂直于整個(gè)價(jià)值鏈，在整個(gè)制造生命周期中提供了產(chǎn)品的綜合價(jià)值流視圖。
不僅僅是上述的案例，在國際上眾多的3D打印服務(wù)商的工廠，也通過自動(dòng)化貫穿著生產(chǎn)過程。3D科學(xué)谷認(rèn)為伴隨數(shù)字化而生的3D打印技術(shù)走進(jìn)生產(chǎn)領(lǐng)域，自動(dòng)化已不是一種選項(xiàng)，而是發(fā)展的必然趨勢(shì)。為此，你做好準(zhǔn)備了嗎？
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