傳統(tǒng)加工技術(shù)結(jié)合3D打印，可以提升工業(yè)制造效率、降低生產(chǎn)成本，已經(jīng)在不少行業(yè)開花結(jié)果。

AddiTec公司是著名3D打印機設(shè)備制造商Meltio的創(chuàng)始伙伴和經(jīng)銷商。南極熊獲悉，它與美國國家航空航天局（NASA）專門從事先進材料的衍生公司Amorphology展開合作，用以開發(fā)特殊的3D打印齒輪箱部件。

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△兩家公司已經(jīng)3D打印了一個6英寸直徑的應(yīng)變波齒輪撓性線，作為合作的一部分。照片來自AddiTec

據(jù)悉，這兩家制造商合作的初衷是利用增材制造來開發(fā)大型鋼制應(yīng)變波齒輪撓性線。應(yīng)變波齒輪是一種用于機器人手臂和精密運動系統(tǒng)的特殊類型的齒輪箱。它們結(jié)構(gòu)緊湊，具有零齒隙的特點，并通過一個被稱為撓性線的齒輪薄壁杯來傳輸扭矩。

當(dāng)使用傳統(tǒng)的制造技術(shù)時，撓性線是拉高應(yīng)變波齒輪箱制造成本的原因。這可以歸因于精確的齒輪齒和柔性壁等特征，使應(yīng)變波齒輪成為六自由度（6DOF）機器人手臂成本的重要部分。

Amorphology公司首席技術(shù)官GlennGarrett博士說："傳統(tǒng)工藝在加工直徑6到8英寸的柔性齒輪時，大型鋼原料可能會減少至原來的10%。從成本和可持續(xù)發(fā)展的角度來看，這是一個不利因素，因為能源和材料被浪費在生產(chǎn)一個只有原始庫存的零件上。

3D打印工藝

通過選擇增材制造，就有可能以大大降低的3D打印這些齒輪撓性線的成本，簡化傳統(tǒng)的制造工作流程，并使高性能鋼的使用具有成本效益。

Amorphology公司和AddiTec公司已經(jīng)聯(lián)合開發(fā)了一個使用17-4沉淀硬化鋼的6英寸直徑應(yīng)變波齒輪撓性線。部件原型是3D打印的，然后在運行Meltio裝置（一個模塊化的定向能沉積DED打印頭）的哈斯數(shù)控混合系統(tǒng)上進行數(shù)控加工。

除了削減材料用量和生產(chǎn)成本，該方法還能按需制造各種規(guī)格的撓性線。這意味著用戶不必在任何時候都保持每種直徑的庫存，從而減少倉儲和物流成本。

AddiTec公司業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理YashBandari博士說："我們很高興能與Amorphology公司合作，通過大幅減少昂貴的機械加工，為他們提供制造零件的解決方案。我們期待著一起合作，推動創(chuàng)新。“

△加工撓性線與混合3D打印撓性線。圖片來自AddiTec。

Meltio的激光金屬沉積技術(shù)

AddiTec公司將示范零件的成功歸功于Meltio的激光金屬沉積（LMD）技術(shù)的能力。DED工藝與線材和粉末材料兼容，使用激光束將金屬原料熔化成焊珠。這些焊珠層層疊加，制造出完全致密的、接近網(wǎng)狀的金屬零件，如撓性線。Meltio Engine激光頭可以加裝到各種控制系統(tǒng)，包括數(shù)控機床、機器人和龍門系統(tǒng)。

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AddiTec公司首席執(zhí)行官BrianMatthews補充說："Meltio與數(shù)控機床集成的能力使它成為一個混合系統(tǒng)?；旌现圃焓菬o縫金屬部件生產(chǎn)的一站式解決方案，它在一個共同的平臺上結(jié)合了增材和減材操作，從而降低了制造部件的總體成本和時間。"

Amorphology公司和AddiTec公司已經(jīng)表示計劃將他們的合作關(guān)系推進到多材料和功能分級材料的撓性線上，這些材料不可能用傳統(tǒng)的制造技術(shù)生產(chǎn)。

△Meltio的LMD工具頭與CNC集成。照片來自Meltio。

DED 3D打印的應(yīng)用范圍很廣。就在最近，包括空中客車公司、賽峰集團著陸系統(tǒng)公司和蘇格蘭國家制造研究所（NMIS）在內(nèi)的一個增材制造聯(lián)盟開始為航空航天領(lǐng)域研究一種新的混合DED 3D打印工藝。該技術(shù)將被用于3D打印關(guān)鍵的航空航天部件，如構(gòu)成飛機起落架的部件，以及MRO應(yīng)用中。

在其他地方，擁有金屬線弧DED技術(shù)的開發(fā)商MX3D最近公布了其部分3D打印的"WAAM夾子"。這個混合的工業(yè)部件是一個管道鉗的例子，是一個用于密封化學(xué)和石油天然氣部門的高壓泄漏的部件。它是管道維修的一個組成部分，也是在需要維修之前提高裝置的使用壽命。