增材制造以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，可以通過(guò)逐層疊加的方式進(jìn)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(jiǎn)化制造過(guò)程，提高制造效率，節(jié)省時(shí)間和成本，在使用后還可能對(duì)零件進(jìn)行修改修復(fù)更新。因此上世紀(jì)80年代出現(xiàn)后，在各制造行業(yè)進(jìn)行了應(yīng)用，均取得不同程度的發(fā)展。

如作為機(jī)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(duì)模具壽命、效率、產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要，一般機(jī)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(chē)、醫(yī)學(xué)人工假體等各方面也都有許多杰出的加工實(shí)例。

目前3D打印尚處于發(fā)展階段，還存在許多問(wèn)題不能完全取代傳統(tǒng)的機(jī)械加工。但由于它能實(shí)現(xiàn)一些機(jī)械制造難以和無(wú)法實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員的思想中有了它，不僅會(huì)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(kuò)大他們的設(shè)計(jì)思路，可以設(shè)計(jì)出傳統(tǒng)機(jī)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(shí)，尚難以達(dá)到，還有許多不足需要改進(jìn)，如原材料也并非什么材料都可以來(lái)做3D打印，一般金屬打印需要有支承架，支承架去除問(wèn)題也需要不斷改進(jìn)。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(dá)到設(shè)計(jì)要求等等，但增材制造可補(bǔ)充和擴(kuò)展傳統(tǒng)機(jī)械制造，如現(xiàn)階段把二者結(jié)合起來(lái)，不僅可利用增材制造的高度靈活性，還可具有獲得機(jī)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(shì)之一。一些先進(jìn)的機(jī)床公司如DMGMORI在市場(chǎng)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(diǎn)集合起來(lái)，激光堆焊是粉體燒熔方法的一種，在這種機(jī)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(guò)多個(gè)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(wú)法接近的部位，在最終成形前得以預(yù)先加工，并達(dá)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(jī)床非常昂貴，如能將粗加工、堆焊加工、精加工集中在一臺(tái)機(jī)床中，并使用相應(yīng)先進(jìn)的刀具，對(duì)于客戶(hù)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(tái)機(jī)床上，這兩種加工方法結(jié)合起來(lái)加工葉片的過(guò)程示意（如圖1）。

圖 1.3D 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 -3D 激光打印 - 機(jī)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(qiáng)度、高溫綜合性能要求高的機(jī)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(qiáng)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(wèn)題，由于它們經(jīng)過(guò)燒熔或堆焊后非常致密強(qiáng)韌難以切削，必須改進(jìn)刀具的幾何形狀和它們的材質(zhì)。

日本的歐士機(jī)OSG精密工具公司推出了專(zhuān)用的增材制造AM-EBT，（具有強(qiáng)韌負(fù)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(jìn)行直線進(jìn)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(jìn)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(dá)到±0.01，螺旋角30 ゜，具有螺旋刃的立銑刀刀刃上某點(diǎn)其受力位置隨刀具回轉(zhuǎn)而變化，不易振動(dòng)，螺旋角越大參與切削刃越長(zhǎng)，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(zhǎng)由60到110，刃長(zhǎng)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(zhǎng)60到110，刃長(zhǎng)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(jiàn)最外面是超耐熱涂層其下是超微細(xì)納米多層結(jié)構(gòu)涂層，多層涂層的優(yōu)點(diǎn)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(zhuān)用的強(qiáng)化附著強(qiáng)度的一層涂層。這種復(fù)合涂層硬度高耐熱耐磨超強(qiáng)韌，耐熔附損傷，在1300℃才開(kāi)始氧化。對(duì)高硬度材料的加工時(shí)，崩損少，可以加工堆焊件，能很好地延長(zhǎng)的刀具壽命。

下面是這兩種立銑刀加工的實(shí)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(jìn)給速度=0.33/t進(jìn)行掃描線加工、用空氣冷卻，切削距離可以達(dá)到25m，此時(shí)僅在中心部位出現(xiàn)了細(xì)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(dá)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(jìn)給速度0.05mm/t，切削深度ap=0.5mm.ae=0.5mm,切削距離達(dá)到190m才出現(xiàn)正常磨損。

這兩類(lèi)立銑刀在加工不同增材制造出的高硬材料時(shí)，由于被加工材料特別強(qiáng)韌，立銑刀懸伸不宜過(guò)長(zhǎng)，宜采用高剛性的機(jī)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(xiàng)時(shí)，可參考他們的樣本，并按實(shí)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(jìn)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(jìn)刀具的出現(xiàn)，必將促使這一新的工藝更加發(fā)展完善。