複雜鋁製工具：增材製造讓一切皆有可能

科技 08-02

在工業生產的每個角落，合適的工具是讓工作事半功倍的關鍵之一。困擾工程師的問題是，其中一些工具無法通過傳統的加工手段製備。增材製造在這個時候就展現了它的優勢，這些工具通過簡單的設計優化後即可用增材製造實現生產。

Any-Shape是通過增材製造技術為這些特殊需求的客戶提供專用工具的專家，其工程部門藉助增材製造技術實現了航空航天專用鋁製工具的製造。受之前製造工藝的限制，舊版鋁製工具內表面只能實現簡易的壓花。而新的工具設計需要複雜的內部表面，顯然這一要求無法通過傳統方式進行機加工。因此，Any-Shape決定利用EOS M 290來製造該工具。

精密鋁製工具：具有複雜的壓花內表面，同時滿足對錶面粗糙度和精度的嚴苛要求

面臨的挑戰

客戶需要能在內表面實現非常複雜壓花的設計，傳統機加工方法無法實現這種設計，因為刀具無法到達這些內表面。

此外，在技術要求內，對精度和表面粗糙度要求很高：

非加工內表面的表面粗糙度為3.7 /-0.5 μm Ra

最終裝配時的高尺寸精度（控制點位置0.05 mm，內表面公差 /- 0.1 mm）

另外兩項挑戰：

工具必須儘可能輕，以便操作人員在使用過程中更方便地操作

由於EOS M 290的構造尺寸限制，在增材製造後必須進行連接部件的組裝集成

憑藉多年的增材製造經驗，Any-Shape有信心滿足這些苛刻的要求。該公司對增材製造設計、生產及後處理有著非常深入的了解，能夠輕鬆地將需求轉化為生產功能。使用EOS M 290系統、獨特的EOS鋁合金材料和工藝，Any-Shape具備滿足這種複雜工具的設計和技術要求、生產和後處理能力的所有技能，並且能按時交付最終產品。

解決方案

Any-Shape制定了完整的增材製造方案，以便同時應對所有挑戰，包括技術和人體工程學。必須考慮增材製造本身的所有參數，以及後續進行的裝配操作。

第一步採取的行動之一是定位好內表面在正確合適的角度以優化表面粗糙度。此定位位置決定了後續如何在零部件下方擺放支撐部件。

由於上述位置的約束，還必須密切監測「收縮線」。靠近鉸接區域的設計進行略微修改，以允許更平滑的區域過渡，消除收縮線。

另一個挑戰是規劃切割和組裝方案，在方案設計時：

保留一個平移自由度以實現裝配，由於對錶面精度的嚴格要求，該裝配必須完全吻合。

粘合區域滿足需要的剪切強度

由於製造設計中集成了墊片，粘合線厚度確保在0.2 mm

最後，設計中需要考慮一些參考位置，以便之後的裝夾和機加工。