【機床商務網欄目 地區風采】這個故事始于2019年夏天對貝克工業(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。
 

 

　　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公司，但這筆交易的性質和目的尚不清楚——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。而收購位于底特律附近的貝克工業公司，恰好就是林肯對這一挑戰的回應。
 

　　那么，有多少數據點構成了這一趨勢?顯然，答案不止兩個。雖然Donaldson已經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，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公司開始的這段旅程，Donaldson聯系了這家公司，開始解讀從被林肯電氣公司收購以來發生的變化，并討論了加工大型3D打印部件的優勢和挑戰。
 

　　8天，170英里
 

　　林肯電氣的印刷工藝結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完成加工。
 

　　“我們可能是目前世界上能夠同時處理大規模印刷和機械加工的公司之一，”貝克工業公司(Baker Industries)的運營經理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，其增材業務交付的用于精加工的3D打印部件數量開始增加。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生一個大的平面，這就產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。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的可能性。
 

　　2. 工件夾持
 

　　對于經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。Ednie先生將其與3D打印部件進行了對比，指出了一個核心優勢:“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，增加工件夾持結構。
 

　　3.時間
 

　　通過打印面貼，而不是等待數月的材料，節省了大量的時間。林肯電動添加劑解決方案(Lincoln Electric Additive Solutions)的3d打印面貼，比傳統的制造部件能更快地達到成品狀態。“有時，當你在角落和很深的地方有很大的庫存時，刀具會傾向于偏轉或抖動。伴隨著較輕的焊接量，你就不會傾向于偏轉或冒振顫的風險，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。一旦業務轉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，才能充分發揮功能，準備就緒。貝克工業沒有把零件送回林肯電氣公司，而是負責組裝、質量控制、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部進行大規模3D打印和大規模機械加工。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)