高性能刀柄HTC：高徑跳精度，良好的減振性能和簡單的操作。（圖源：瑪帕公司）

 

瑪帕（Mapal）的大扭矩夾頭（HTC）擁有細長型的結構設計，同時綜合了液壓刀柄和熱縮刀柄的優勢。這種刀柄需要通過Laser Cusing激光快速制造工藝技術在Concept Laser公司的機床上進行生產。

 

霍夫曼工具制造公司（Hofmann，以下簡稱霍夫曼）是位于利希滕費爾斯的霍夫曼創新集團旗下的一家子公司，企業負責人Günter Hofmann先生對這種通過增材制造生產的刀柄非常滿意。自從使用了這種HTC刀柄之后，霍夫曼在壓鑄模具的加工方面不僅提高了產品表面質量，還提升了生產效率。

 

事實上，霍夫曼公司長期將金屬粉末激光熔化技術應用于模具插件的快速成型，因此Hofmann先生本人對增材制造領域已經十分熟悉。即便這樣，他仍然對瑪帕公司通過增材制造工藝在刀柄領域所取得的成果感到十分驚喜。

 

“在瑪帕公司開發出這種新型夾頭之前，我們如果要銑削尤其是拋光壓鑄模具，必須將其表面拋光至鏡面般光滑，那么我們寧可選擇使用熱縮刀柄”，Hofmann先生解釋道。

 

做出這種選擇是有充分理由的。畢竟熱縮刀柄和傳統的液壓刀柄相比，可能會產生干涉的幾何元素更少。因此特別適用配合傾斜安裝的球形銑刀銑削硬質材料，使有干涉輪廓的工件達到出色的表面質量。

 

而在模具制造中，經常要將刀柄穿過模具或者夾具，在這種情況下，細長的刀柄輪廓就非常受歡迎了。

 

 

這種新型的刀柄結合了熱縮刀柄和液壓刀柄的優勢。瑪帕公司通過改良這種細長型的HTC刀柄的結構，使其彎曲剛度超過了傳統的液壓刀柄乃至熱縮刀柄——成功融合了細長輪廓和熱縮刀柄的3°錐度。由于這種層疊式的打印方式使得夾緊區域可以很好接近刀柄頂端，液壓刀柄在定位孔處的徑向跳動小于3微米，在2.5 × D的位置小于5微米。在使用中達到了出色的零部件表面精度，明顯提高了銑削速度，縮短了加工時間，并且大大延長了刀具的使用壽命。瑪帕公司采用這種增材制造技術，還消除了傳統液壓刀柄上的機械薄弱點：脹緊套和基體之間的焊點在高溫下會出現問題。3D打印解決了焊點問題，使得這種細長刀柄可以用于干切削和最小量潤滑（即半干式切削）。

 

 

“考慮到以上這些重要的優勢，現在我們都偏向于使用這種新型的高性能刀柄進行生產加工。可以再一次大幅度提高工件的表面加工質量，擴大和其他競爭對手之間的差距”，Hofmann先生說道。由于表面加工質量十分出色，就不需要后續再對壓鑄模具進行手動拋光操作，據估算，大約減少了10%的拋光需求。“每減少一次拋光都具有非常重要的意義，因為拋光次數越多，意味著拋光出現錯誤的可能性越大。”而一旦拋光出現錯誤，通常情況下是無法修復的，工件就必須報廢了。將熱縮刀柄更換成HTC刀柄以后，不僅僅提高了表面質量，而且簡化了操作。夾緊和松開刀具只需要一把簡單的指定轉數的六角扳手就夠了，能夠快速地手動更換刀具。

 

 

“新型刀柄的減振性能十分出色，減少了我們至今為止存放的不同長度的銑刀的數量，現在我們可以使用更長的刀具了”，Hofmann先生非常高興。“這樣我們不僅節省了刀具庫內的空間，還提高了加工設計的工藝可靠性，所有單元內必須控制的刀具數量減少了。”

 

 

雙贏局面：自從霍夫曼公司在Concept Laser 公司的生產工藝室里使用了瑪帕公司的銑刀之后，縮短了三分之二的加工時間。（圖源：瑪帕公司）

 

而這種創新刀柄的價格并沒有高出很多。瑪帕在Concept Laser公司的機床上生產刀柄，這種機床是為工業用途而設計的，有一套集成夾緊系統，適合用于混合加工。瑪帕公司利用這種操作方式，在使用傳統方式加工的基體上，使用增材制造的方式生產這種細長型的液壓刀柄，保證了刀柄的經濟性和高效性。

 

 

總的來說，這三家公司之間形成了緊密的聯系：霍夫曼公司購入瑪帕公司的刀具，這種刀具是在Concept Laser公司的機床上生產的，霍夫曼公司同時也是這家機床生產商的供應商。

 

這三家公司之間融洽的合作關系讓他們都堅信，合作還蘊藏著極大的提升潛力。而且，從Hofmann先生的角度來看，3D金屬打印在模具制造領域是非常重要的：“我們現在使用這種細長型的液壓刀柄，已經取得了比熱縮刀柄更加出色的成績。然而現在僅僅只是開始，我們還要繼續和瑪帕公司合作取得更大的進步”。