增材制造以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，可以通過逐層疊加的方式進行3D打印快速制造出傳統(tǒng)工藝不能加工的特殊復(fù)雜零件。它能夠簡化制造過程，提高制造效率，節(jié)省時間和成本，在使用后還可能對零件進行修改修復(fù)更新。因此上世紀80年代出現(xiàn)后，在各制造行業(yè)進行了應(yīng)用，均取得不同程度的發(fā)展。

如作為機械基礎(chǔ)工藝支柱產(chǎn)業(yè)的模具產(chǎn)業(yè)，其制造工藝直接影響支持產(chǎn)業(yè)的使用效益；如許多模具的冷卻系統(tǒng)對模具壽命、效率、產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要，一般機械加工、電火花加工等難以加工出貼近型腔表面、均勻、高效的模具冷卻系統(tǒng)。相反，增材制造可以制造出隨型腔結(jié)構(gòu)變化的隨形冷卻水道，極大地提高了冷卻效率和均勻性，以前是極難做到的，除冷卻水道外模具還包括排氣通道和異形澆口等難制造結(jié)構(gòu)，都可用增材制造方法制出。在航空航天、汽車、醫(yī)學(xué)人工假體等各方面也都有許多杰出的加工實例。

目前3D打印尚處于發(fā)展階段，還存在許多問題不能完全取代傳統(tǒng)的機械加工。但由于它能實現(xiàn)一些機械制造難以和無法實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計人員的思想中有了它，不僅會考慮用減材制造，還可用增材制造，增添了一種新的思維就可以擴大他們的設(shè)計思路，可以設(shè)計出傳統(tǒng)機械加工不能完成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。但3D打印出的精度，表面粗糙度是由原材料大小、激光光斑大小、設(shè)備精度、擺放位置等多重因素決定，精度、表面質(zhì)量要求較高時，尚難以達到，還有許多不足需要改進，如原材料也并非什么材料都可以來做3D打印，一般金屬打印需要有支承架，支承架去除問題也需要不斷改進。加工的最大尺寸也還有很大的局限，大批量制造成本高、速度慢，有些方面也還不能達到設(shè)計要求等等，但增材制造可補充和擴展傳統(tǒng)機械制造，如現(xiàn)階段把二者結(jié)合起來，不僅可利用增材制造的高度靈活性，還可具有獲得機械加工的高精度，這一混合制造技術(shù)也就成為了當(dāng)前發(fā)展趨勢之一。一些先進的機床公司如DMGMORI在市場上已推出集激光堆焊增材制造與全功能5軸銑削加工于一體能生產(chǎn)出全新完整零件的復(fù)合加工中心，有效地將二者優(yōu)點集合起來，激光堆焊是粉體燒熔方法的一種，在這種機床上，激光堆焊和銑削加工還可以靈活切換，可加工一般加工難以接觸的部位，可生產(chǎn)較大型工件，成形速度更快，工件通過多個步驟成形，可使成品零件加工中由于結(jié)構(gòu)限制使銑刀無法接近的部位，在最終成形前得以預(yù)先加工，并達到要求的精度。能源和航空航天等行業(yè)中的大型零件的加工機床非常昂貴，如能將粗加工、堆焊加工、精加工集中在一臺機床中，并使用相應(yīng)先進的刀具，對于客戶降低成本而言是非常有益的，且極大地提高了加工效率。在一臺機床上，這兩種加工方法結(jié)合起來加工葉片的過程示意（如圖1）。

圖 1.3D 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 -3D 激光打印 - 機械加工

可用于3D打印的材料很多，從塑料、各種金屬、特殊合金鋼到復(fù)合材料等，這里我們主要介紹一些承受高強度、高溫綜合性能要求高的機械零件所用到的材料，如調(diào)質(zhì)鋼、預(yù)硬鋼（~HRC45）、硬鋼（~HRC65）、不銹鋼（≤HB200）和耐熱強韌的難加工材料鈷鉻基合金（stellite）、鈦合金、鎳基合金（Inconel718）等增材制造后的切削加工問題，由于它們經(jīng)過燒熔或堆焊后非常致密強韌難以切削，必須改進刀具的幾何形狀和它們的材質(zhì)。

日本的歐士機OSG精密工具公司推出了專用的增材制造AM-EBT，（具有強韌負角）3刃球頭立銑刀和AM-CRE的6刃/8刃的圓弧頭立銑刀（如圖2）。球頭立銑刀主要用于型腔、斜面、成形面、仿形面等加工可以進行直線進給方向的掃描線加工和沿型面一定高度的等高線加工。其頂刃延至中心，避免了刮擠，可提高表面加工質(zhì)量。圓弧頭立銑刀也可以進行掃描線加工和等高線加工，加工多種表面，它比球頭立銑刀剛性大，加工效率更高些。

圖 2. 3 刃球頭立銑刀和 6/8 刃圓弧頭立銑刀

AM-EBT球頭立銑刀的球頭半徑由R3到R10，其直徑即由φ6-φ20，球頭半徑公差可以達到±0.01，螺旋角30 ゜，具有螺旋刃的立銑刀刀刃上某點其受力位置隨刀具回轉(zhuǎn)而變化，不易振動，螺旋角越大參與切削刃越長，切削力更多地被分散，但垂直切削分力增大不宜加工剛性差的零件，排屑能力也較差。它的全長由60到110，刃長由9到30.AM-CRE圓弧頭立銑刀的直徑由φ6到φ20，外側(cè)的圓弧半徑由R1.5到R3，圓弧半徑公差±0.03，螺旋角60 ゜，全長60到110，刃長9到30，兩種立銑刀的外徑公差均為±0.01，材質(zhì)是優(yōu)質(zhì)硬質(zhì)合金加超耐熱高韌性的DUROREY多層涂層，結(jié)構(gòu)如圖3。

圖 3. 超耐熱高韌性多層涂層

可見最外面是超耐熱涂層其下是超微細納米多層結(jié)構(gòu)涂層，多層涂層的優(yōu)點是可以阻止裂紋的延伸，提高涂層的耐破損性，和硬質(zhì)合金基體附著的是專用的強化附著強度的一層涂層。這種復(fù)合涂層硬度高耐熱耐磨超強韌，耐熔附損傷，在1300℃才開始氧化。對高硬度材料的加工時，崩損少，可以加工堆焊件，能很好地延長的刀具壽命。

下面是這兩種立銑刀加工的實例：

◆用AM-EBTR6-φ12（3刃）球頭立銑刀加工堆焊材BK-660R深部。以切削速度37m/min，垂直和側(cè)面的切削深度分別是ap=3mm,ae=0.5mm，每齒進給速度=0.33/t進行掃描線加工、用空氣冷卻，切削距離可以達到25m，此時僅在中心部位出現(xiàn)了細微破損，而用一般高硬度加工用球頭立銑刀以同樣切削條件，切削距離僅只達到0.7m。

◆用AM-CREφ8-R2(6刃)圓弧頭立銑刀加工鈷鉻基合金（stellite）硬度HRC48，采用等高線加工，切削速度50m/min,進給速度0.05mm/t，切削深度ap=0.5mm.ae=0.5mm,切削距離達到190m才出現(xiàn)正常磨損。

這兩類立銑刀在加工不同增材制造出的高硬材料時，由于被加工材料特別強韌，立銑刀懸伸不宜過長，宜采用高剛性的機床和刀柄，控制刀具的徑向振擺在一定范圍內(nèi)，在具體考慮選擇切削用量和必要的注意事項時，可參考他們的樣本，并按實際情況加以適當(dāng)調(diào)整。

隨著增材制造的發(fā)展，各種和它們配合進一步提高產(chǎn)品加工精度及表面質(zhì)量的新型加工工藝和先進刀具的出現(xiàn)，必將促使這一新的工藝更加發(fā)展完善。