CIMT2023展會(huì)匯集了全球機(jī)床工具制造業(yè)的眾多新品、精品和名品。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，參加本屆展會(huì)的境內(nèi)外特種加工機(jī)床廠商近60家，展出特種加工機(jī)床120多臺(tái)，展品主要包括電加工機(jī)床、激光加工機(jī)床、增材制造設(shè)備等。協(xié)會(huì)特種加工機(jī)床分會(huì)組織的評(píng)述組通過對(duì)部分展品的現(xiàn)場(chǎng)觀摩、資料收集以及與參展廠商座談交流，對(duì)境內(nèi)外增材制造設(shè)備的技術(shù)水平進(jìn)行了評(píng)述，分析了相關(guān)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景。
據(jù)資料顯示，增材制造產(chǎn)品和服務(wù)在2022年的市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了180億美元，年增長率達(dá)18.3%。截至2021年末，中國工業(yè)增材制造設(shè)備安裝量市場(chǎng)占比為10.6%，成為全球僅次于美國的第二大市場(chǎng)。目前增材制造領(lǐng)域仍然處在快速發(fā)展的過程中。本次展會(huì)各廠商展示的增材制造機(jī)床樣機(jī)數(shù)量較為有限，并且增材制造專門廠商參與不多。但是多家境內(nèi)外機(jī)床制造商逐步開拓了增材制造設(shè)備業(yè)務(wù)，并在CIMT2023展出。增材制造機(jī)床作為一種獨(dú)特的特種加工設(shè)備，依然是本屆國際機(jī)床展覽會(huì)上的亮點(diǎn)之一，其新穎的加工方式和不斷提高的加工能力引起了觀眾的熱切關(guān)注。
1. 金屬增材制造機(jī)床
展出的金屬增材制造機(jī)床以粉末床熔融技術(shù)相關(guān)裝備為主。粉末床熔融增材制造設(shè)備可以通過均勻地鋪開金屬粉末并利用高能束流照射使其熔化和凝固，在反復(fù)的鋪送粉和熔化/凝固過 程中分層建立起3D模型，可以創(chuàng)造出各種形狀，也可以在成形的物體內(nèi)部自由安排三維冷卻通道。
日本沙迪克公司（15910974236）
在本次展會(huì)上展示了LPM 325型激光粉末床熔融增材制造（PBF/L）設(shè)備并進(jìn)行了打印過程展示。該型號(hào)裝備配備了500W的激光器，可以進(jìn)行250mm×250mm×250mm的零件打印，適用于不銹鋼、鋁合金、鈦合金、銅鉻合金等多種金屬材料。該設(shè)備具有獨(dú)特的基準(zhǔn)面切削機(jī)構(gòu)，能夠在短時(shí)間內(nèi)在造型部件上進(jìn)行精確基準(zhǔn)面加工，在二次加工中精確定位，簡(jiǎn)化基板分離和精加工的準(zhǔn)備，提高效率。同時(shí)，全系列設(shè)備都支持超穩(wěn)定模具造型工藝，即在成形過程中減少熱收縮時(shí)的膨脹應(yīng)力，適用于SUS420J2、SVM等材料粉末的加工。
沙迪克的LPM 325型增材制造機(jī)床
鑫精合集團(tuán)的天津鐳明激光科技有限公司在本次展會(huì)上展示了LiM-X400激光粉末床熔融增材制造設(shè)備。該設(shè)備可選裝500W或1000W大功率激光器兩臺(tái)，光斑直徑可實(shí)現(xiàn)80-120μm的定制化，能夠完成400mm×400mm×550mm的單激光成形或400mm×450mm×550mm的雙激光成形。該設(shè)備的一大特色是集成了一站式工業(yè)零部件批量制造的能力。設(shè)備的成形缸體為獨(dú)立單元模塊，可進(jìn)行獨(dú)立拆卸，配合多個(gè)成形缸使用，可實(shí)現(xiàn)多工位并行加工，將打印過程與清粉取件過程分離，大大縮短設(shè)備停機(jī)時(shí)間，提高成形室使用效率。其高精度成形平臺(tái)采用進(jìn)口絲杠導(dǎo)軌，并配備光柵尺調(diào)節(jié)，可將定位精度控制在±0.005mm以內(nèi)。其自研的LiMPCS-SLM激光選區(qū)熔化軟件具有多類型切片數(shù)據(jù)文件讀取、預(yù)估打印時(shí)間、系統(tǒng)控制、打印參數(shù)實(shí)時(shí)設(shè)置、過程監(jiān)測(cè)、日志記錄、云平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，保障設(shè)備的正常運(yùn)行。
在展會(huì)上，力豐集團(tuán)展示了其代理的鐳明激光公司的LiM-X260設(shè)備。力豐集團(tuán)將增材制造機(jī)床、智能機(jī)器人手臂、加工中心集成為一條產(chǎn)線，通過自動(dòng)化的打印-后處理加工過程，為“無人工廠”概念的落地提出了一種解決方案。
鐳明激光的激光粉末床熔融增材制造機(jī)床
中國航空制造技術(shù)研究院推出了電子束粉末床熔融（PBF/EB）設(shè)備。此類設(shè)備在保持了增材制造技術(shù)帶來的自由制造任意形狀零件的優(yōu)勢(shì)之外，還具有真空加工環(huán)境保障零件混入雜質(zhì)元素、高成形溫度減少熱應(yīng)力與變形、高能量吸收率改善成形效率等特點(diǎn)。在CIMT2023展出的設(shè)備具有360mm×360mm的成形幅面和500mm的成形高度，成形效率達(dá)100cm3/h，具備了鈦合金、鈦鋁合金、鎳基高溫合金等多種材料的打印能力。據(jù)介紹，裝備的關(guān)鍵部件如電子槍、高壓電源等均為自主研發(fā)，目前電子槍的功率可達(dá)7.2kW。通常PBF/EB設(shè)備使用鎢燈絲或六硼化鑭（LaB6）作為陰極材料。鎢燈絲成本低廉，但使用壽命通常有限，而六硼化鑭燈絲價(jià)格十分昂貴。本次展出的設(shè)備采用鎢燈絲作為陰極，據(jù)稱使用壽命在300h以上。此外還展示了激光粉末床熔融（PBF/L）設(shè)備的相關(guān)圖文資料。激光增材設(shè)備的成形腔尺寸可達(dá)810mm×450mm×730mm，能夠完成鈦合金、不銹鋼、鋁合金、碳鋼等多種材料的打印。
北京航空制造技術(shù)研究院的電子束粉末床熔融增材制造設(shè)備
因?yàn)楸敬握箷?huì)參展商眾多，多家廠商表示受限于場(chǎng)地等因素限制，只帶來了增材制造裝備的相關(guān)資料，未能展出實(shí)機(jī)。這和增材設(shè)備近年來逐步大型化的發(fā)展方向也有一定關(guān)系。
海天集團(tuán)在展會(huì)上分享了旗下海天增材公司推出的最新增材制造機(jī)床C400M的相關(guān)資料。該設(shè)備是一臺(tái)金屬激光粉末床熔融3D打印機(jī)，配有雙激光或四激光Yb光纖激光器，可以實(shí)現(xiàn)400mm×400mm×430mm的多激光協(xié)同高效率零件成型，效率可達(dá)50-100 cm3/h。
大族激光集團(tuán)在展會(huì)上介紹了旗下大族和光公司的Hans M260鋪粉式金屬激光3D打印系統(tǒng)的相關(guān)資料與成形樣件。
成都煜鼎特種加工技術(shù)公司基于北京航空航天大學(xué)王華明院士團(tuán)隊(duì)的研究成果，展出了高性能大型金屬構(gòu)件激光增材制造設(shè)備和激光高通量材料制備與增材制造綜合系統(tǒng)的相關(guān)圖文資料。
樂嘉文（Rieckermann）公司展示了使用西亞基（Sciaky）公司推出的電子束送絲熔覆增材制造設(shè)備生產(chǎn)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件。境外多家機(jī)床制造廠商，包括格勞博（GROB 13522079385）公司等也開始涉足增材制造領(lǐng)域，新近推出了如液態(tài)金屬打印機(jī)GMP300等增材制造機(jī)床，+GF+公司（18210062835）也在與3D system、EOS公司的合作基礎(chǔ)上計(jì)劃推出自有品牌的增材制造設(shè)備。
2．金屬增減材復(fù)合機(jī)床
目前，增減材復(fù)合制造技術(shù)受到了越來越多的關(guān)注。增材制造設(shè)備完成的零件目前仍存在著對(duì)表面加工、熱處理等后處理手段的依賴性，基于增材制造的高自由度成形能力，在同一臺(tái)機(jī)床上復(fù)合銑削、熱處理等功能，可以避免多平臺(tái)加工時(shí)零件取放帶來的精度誤差積累，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)節(jié)省設(shè)備空間。
德馬吉森精機(jī)（DMG MORI）公司（13501282025）出品LASERTEC系列增材加工機(jī)床，包括LASERTEC SLM 和LASERTEC DED兩種子系列，分別通過激光粉末床熔融和激光能量定向沉積實(shí)現(xiàn)增材制造。展會(huì)上分享的視頻資料介紹了LASERTEC DED hybrid機(jī)型，集成了激光能量定向沉積技術(shù)以及五軸數(shù)控加工技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)不同材料，如不銹鋼、鈦合金、鋁合金及鎳基合金等的增減材復(fù)合加工。基于送粉方式的增材成形過程，可以使用多種粉料和梯度粉料，實(shí)現(xiàn)性能改良。
日本馬扎克（MAZAK）公司（15910974236）在展會(huì)上介紹了AM SERIES的增減材復(fù)合加工機(jī)床。產(chǎn)品可適用多激光式、單激光式、電弧式增材制造，代表產(chǎn)品是INTEGREX i-300 AM，其特點(diǎn)是集成了兩個(gè)Ambit激光熔融頭，一粗一細(xì)，可分別負(fù)責(zé)高速熔融以及高精度熔融。該設(shè)備以一個(gè)五軸多功能加工中心為平臺(tái)，能夠?qū)υ霾闹圃斓牟考M(jìn)行車銑與激光標(biāo)刻。
除了在展會(huì)上進(jìn)行實(shí)體展示的LPM系列增材制造機(jī)床，日本沙迪克公司還介紹了OPM系列增減材復(fù)合制造機(jī)床，包括OPM 250 和OPM 350。OPM系列機(jī)床在成形室內(nèi)同時(shí)結(jié)合了激光粉末床熔融和高速銑削。這種增減材技術(shù)不僅可以改進(jìn)模具冷卻通道的加工能力和縮短成形時(shí)間，還可以簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)，大大減少創(chuàng)建一個(gè)完整模具所需的部件數(shù)量。OPM系列設(shè)備通過在成形過程中交替進(jìn)行機(jī)加工和3D打印，使得精度和表面粗糙度比現(xiàn)有的3D打印方法有了顯著提高，同時(shí)保持了加工復(fù)雜形狀的能力。OPM系列增減材設(shè)備采用了剛性直線電機(jī)，具有1g的軸加速度，且沒有摩擦、磨損或反沖。通過優(yōu)化的平面設(shè)計(jì)，剛性直線電機(jī)直接安裝在機(jī)器的鑄件上，以數(shù)字控制的精度提供穩(wěn)定的線性運(yùn)動(dòng)，使得該系列設(shè)備成為了市面上最精確的金屬3D打印機(jī)之一。
大連三壘科技有限公司在展會(huì)上介紹了增減復(fù)合五軸聯(lián)動(dòng)3D打印設(shè)備SVW80C-3D，將激光金屬沉積技術(shù)裝備于該公司最新研發(fā)的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心上，實(shí)現(xiàn)任意方位，甚至五軸聯(lián)動(dòng)金屬沉積，以及邊增邊減、增減復(fù)合加工工藝，可以應(yīng)用在五軸減材、增材制造、功能梯度材料、表面涂層改性、修復(fù)再造等場(chǎng)合。
3．非金屬增材制造機(jī)床
本屆展會(huì)中非金屬增材制造機(jī)床對(duì)比往屆展會(huì)明顯減少，只有少量廠商對(duì)此類設(shè)備做了資料展示。
馬路科技介紹了其代理的BigRep PRO工業(yè)3D打印機(jī)床，基于計(jì)量擠出機(jī)技術(shù)（MXT）精確控制沉積過程，適用多種熱塑性線材，能夠?qū)こ碳?jí)碳纖維增強(qiáng)材料、多種生物聚合物和水溶性支撐材料進(jìn)行增材制造。
英格索爾（INGERSOLL）公司介紹了目前最大的熱塑材料3D打印機(jī)MASTERPRINT 3X，該裝備是一種大規(guī)格、工業(yè)級(jí)、三軸（五軸）聯(lián)動(dòng)的3D打印機(jī)床，可以用于增減材方式制造耐用超大復(fù)雜型面的熱塑材料零件。同時(shí)設(shè)備配有真空工作臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)真空環(huán)境成形。兩種不同的型號(hào)分別具有150 lbs/hr或500 lbs/hr的擠出效率。值得關(guān)注的是，該設(shè)備可以進(jìn)行模塊化配置。設(shè)備完成結(jié)構(gòu)體打印后，可以自動(dòng)卸下擠出模塊，裝載工業(yè)級(jí)兩軸聯(lián)動(dòng)銑削頭，從而實(shí)現(xiàn)增減材復(fù)合制造。
4．結(jié)束語
CIMT2023展示的產(chǎn)品和技術(shù)充分體現(xiàn)了最新的科技創(chuàng)新成果，總體呈現(xiàn)出高端化、智能化、綠色化發(fā)展趨勢(shì)，創(chuàng)新技術(shù)、集成復(fù)合技術(shù)、數(shù)字互聯(lián)、綠色技術(shù)等與機(jī)床工具融合展示。特種加工機(jī)床也不例外，展品整體水平較高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、機(jī)床精度和外觀設(shè)計(jì)均有提升，國產(chǎn)品替代趨勢(shì)明顯。
