1、- Whitepaper Series -3D科学谷白皮书系列3D打印与金属切削刀具白皮书1.0White Paper of 3D Printing and Metal Cutting ToolsVersion ID:中文English2百万+点击量(年)10万+订阅用户;4百万+阅读量机械工人出版社发行,京东、当当有售AME卓越论坛聚焦3D打印改变产品的方式行业应用白皮书提升行业对3D打印的认知水平3D Science Valley市场研究白皮书系列、Insights行业洞见、AME卓越论坛、3D打印与工业制造,四大板块之间相互联动,3D科学谷立足上海与德国柏林,全球视野,精准洞察,(),是
2、国际上最有影响力的3D打印界的智囊平台。能量聚合融合交汇认知贯通升级多维全球刀具市场细分我国金属切削工具产量(亿件)我国刀具市场规模(亿元)参考来源:网络公开资料;中国机床工具工业协会工具分会中国作为制造业大国,是各个刀具企业竞争的重要市场。世界著名企业如山特维克公司、肯纳公司、日本京瓷等都已在国内独资办厂。根据国家统计局数据,2017 年我国共有规模以上切削刀具制造企业 548家,其中能够提供现代高效刀具的企业,主要为一些国有控股的骨干企业,包括国内汉江工具有限责任公司、哈尔滨第一工具制造有限公司、株洲钻石切削刀具股份有限公司等。1中国刀具市场2全球机械加工刀具品牌美国系欧洲系日本系其他山特
3、维克系德国品牌以色列、韩国、中国等品牌车削刀具钻削刀具镗削刀具铣削刀具外圆、内孔、螺纹、切断、切槽刀具钻头、铰刀、丝锥按切削工艺3刀具细分市场高速钢刀具硬质合金刀具金刚石刀具其他刀具按刀具材料4刀具细分市场PCD 刀片CBN 刀片氮化硅陶刀片刀具寿命Tool Life切削参数5影响刀具寿命的因素刀具材质刀具涂层切削液被加工工件材质切削速度、进给量、切削深度工件材料的导热性、硬度、强度涂层技术可在不降低刀具强度的条件下,大幅度地提高刀具表面硬度和寿命.决定刀具切削性能的根本因素,对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响大3D打印在刀具制造中的应用63D打印与刀具制造粉末床熔化( SLM
4、、EBM ) 粘结剂喷射(3DP)表面织构/表面微造型特殊槽形复杂内冷孔非标刀具或难加工的耐磨材料机械加工刀具制造金属零件能量定向沉积(DED)涂层3D打印技术金属零件直接制造图片来源:雷尼绍、Fraunhofer、DMG MORI替代刀具制造复杂、高附加值零件未来,更多的替代进行批量定制生产德国刀具制造商玛帕(MAPAL)通过Concept Laser 的选区激光熔化设备制造QTD系列可换头钻头。QTD 钻头之前的直径13 mm,其中一个原因是为了保证冷却液的供给。刀体越小冷却孔就越小,标准中央冷却液供应对刀具性能的不利影响就越大,同时更小的冷却通道减少了进入到可换刀头的冷却液流量。小直径的
5、钻头通常不能带有螺旋内冷孔,但通过增材制造技术,玛帕制造出带有这种内冷孔的小直径钻头,钻头直径在8-12mm之间。钻头中的可更换部分与通常的圆形形状不同,该结构优化了几何惯性矩和流速,测试发现这种类型的横截面使冷却液流量增加30。这种类型的结构通过传统制造方式是无法实现的。7钻头制造-更小的直径、复杂内冷孔8铣刀制造-轻量化刀具制造商山特维克可乐满与山特维克增材制造合作,推出轻量化CoroMill390铣刀。这款刀具将金属3D打印的铣刀与减震Silent Tools刀柄相结合。应用3D打印技术的主要目标是减少刀具的重量,以改善长悬伸时的刀具性能。为了最大化适配器中的阻尼效果并减少振动,山特维克
6、在设计时主要考虑最小化阻尼和切削刃之间的质量,并使切削刃尽可能靠近阻尼器。他们通过金属3D打印技术和钛金属材料实现了这一设计方案,最大限度地减少了质量和距离,从而提高了金属去除率。铣刀经过拓扑优化设计减轻了重量,制造材料也由以往使用的工具钢更换为钛,从而兼顾轻量化与强度。9非标刀具定制德国刀具制造商 Horn 应用选区激光熔化3D打印技术直接制造特殊刀具和刀柄。目前Horn 使用的金属3D打印设备最大构建区域为300 x 300 x 300 mm,使用的金属粉末材料是AlSi10Mg铝合金和1.4404不锈钢。所有的刀具增材制造工艺都是由Horn自己完成的,因此能够迅速响应客户要求,可以根据客