為(wei) 一些世界知名的大公司設計、開發全新的切削加工解決(jue) 方案是一項非常艱巨的任務。“現代工業(ye) 企業(ye) 一直在縮短產(chan) 品交貨期。因此，我們(men) 希望客戶都能從(cong) 我們(men) 設計、研發、製造的特種刀具中獲益。”位於(yu) 德國巴登-符騰堡州的精密工具製造商Guhring公司的PKD多晶金剛石刀具生產(chan) 經理AlanPearce先生強調說道。

“在我們(men) 多年堅持不懈的努力下，我們(men) 在縮短特種刀具切削加工工時方麵取得了長足的進展。在這一領域中我們(men) 要做到的是在超越競爭(zheng) 對手的同時還要盡可能降低開發成本、縮短產(chan) 品研發周期，這並不是一件容易的事情，而3D打印技術為(wei) 我們(men) 提供了優(you) 化改進的可能性。”Pearce先生繼續說道。

3D打印技術將許多複雜的工藝技術集成到一起。從(cong) 打印碳纖維增強材料的原型樣件到金屬粉末打印的係列刀具。

Guhring公司決(jue) 定在其技術學院中安裝由Markfoded公司研發生產(chan) 的MarkTwo型和metalX型3D打印機各1台。

第一批原型產(chan) 品是用MarkTwo型3D打印機生產(chan) 製造的，工程師快速地得到了自己設計的刀具，這也就使刀具產(chan) 品的研發團隊能夠更早地討論和落實自己設計的刀具解決(jue) 方案，供內(nei) 部和客戶使用。在3D打印技術的幫助下，Guhring公司已經完成了在加工設備中用塑料刀具進行空運轉測試。

一旦塑料原型試驗成功，就可以用3D打印機打印金屬粉末材料的原型刀具進行進一步的驗證了。Guhring公司將金屬粉末打印的刀片釺焊到刀體(ti) 上，安裝到標準刀架上，刀具設計團隊開始進一步驗證冷卻方向的問題，進行實際切削實驗。

獨特的冷卻通道

刀具設計一個(ge) 要考慮到的重要因素是要將冷卻液和切削液直接輸送到切削刃處，這與(yu) 切削刀具的使用壽命直接相關(guan) ，也決(jue) 定了刀具的使用次數。

“我們(men) 的目標是延長刀具的壽命，這也是客戶提出的最主要要求之一。目前，我們(men) 正在測試冷卻通道準確地對準切削刃與(yu) 零件接觸點的刀具，研發團隊很期待看到成果。我們(men) 需要打印各種所需的冷卻通道開口，並使冷卻液在刀體(ti) 內(nei) 暢通無阻地流動。”Pearce先生說。此外，這一技術也有助於(yu) 排屑。

3D 打印技術提供了逐層可見的冷卻通道設計自由度。

嚴(yan) 苛的驗證過程

銑刀的工作環境是十分惡劣的。因此，Guhring公司的研發團隊為(wei) 3D打印銑刀刀體(ti) 製定了非常苛刻的測試計劃。

首先，製造出具有鉸刀幾何形狀的工具，以承受垂直載荷並進行小切口。測試是在技術學院進行的，該工具通過了所有測試。隨後，研發團隊對刀尖的幾何形狀進行了一些小的更改，在偏心載荷下進行了測試，以模擬銑削。該工具再次通過了測試。

“我們(men) 與(yu) 特定的客戶一起合作，以便能夠直接對新的銑刀設計方案進行比較。例如設計開發能夠銑削出超高鑄件表麵質量的銑刀。3D打印銑刀測試得到的數據表明：新設計的銑刀在高速和偏心載荷作用下具有很好的切削加工性能。”Pearce先生說。

Guhring公司的另一位客戶也積極地參與(yu) 了這項銑刀設計計劃。新設計的銑刀目前已在整個(ge) 歐洲市場上市，並使得公司的客戶群不斷擴大。

完整的生產(chan) 流程

有許許多多組裝切削刀具的可能性。到目前為(wei) 止，Guhring公司已經成功地使用了鎖緊套、液壓卡盤、快速鎖緊和整體(ti) 緊固等多種刀體(ti) 固定方式。

旨在延長刀具使用壽命的冷卻和切屑流動的實際測試。

一旦打印出了3D刀體(ti) ，操作人員會(hui) 首先將其清洗幹淨，然後用Markforged公司提供的設備進行燒結，然後按照常規工藝技術，例如磨削、釺焊和線切割將其精加工到正確的幾何尺寸、形狀。

在完成全部生產(chan) 製造過程之後，在這些刀具在包裝出廠發往客戶之前，還要進行動平衡檢驗。Guhring公司的工程師也常常參加客戶的首次試切。

由於(yu) 在設計製造過程中使用了metalX型3D打印機，Guhring公司因此大大縮短了PKD多晶金剛石刀具的交貨時間。現在，Guhring公司也能夠實現低成本的小批量刀具設計、生產(chan) 了。而技術研發專(zhuan) 家認為(wei) ：3D打印技術還有巨大的應用潛力可以挖掘。