CIMT2023展會匯集了全球機床工具制造業(yè)的眾多新品、精品和名品。據(jù)不完全統(tǒng)計，參加本屆展會的境內外特種加工機床廠商近60家，展出特種加工機床120多臺，展品主要包括電加工機床、激光加工機床、增材制造設備等。協(xié)會特種加工機床分會組織的評述組通過對部分展品的現(xiàn)場觀摩、資料收集以及與參展廠商座談交流，對境內外增材制造設備的技術水平進行了評述，分析了相關產品的發(fā)展趨勢和應用前景。
據(jù)資料顯示，增材制造產品和服務在2022年的市場規(guī)模已經(jīng)達到了180億美元，年增長率達18.3%。截至2021年末，中國工業(yè)增材制造設備安裝量市場占比為10.6%，成為全球僅次于美國的第二大市場。目前增材制造領域仍然處在快速發(fā)展的過程中。本次展會各廠商展示的增材制造機床樣機數(shù)量較為有限，并且增材制造專門廠商參與不多。但是多家境內外機床制造商逐步開拓了增材制造設備業(yè)務，并在CIMT2023展出。增材制造機床作為一種獨特的特種加工設備，依然是本屆國際機床展覽會上的亮點之一，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注。
1. 金屬增材制造機床
展出的金屬增材制造機床以粉末床熔融技術相關裝備為主。粉末床熔融增材制造設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部自由安排三維冷卻通道。
日本沙迪克公司（15910974236）
在本次展會上展示了LPM 325型激光粉末床熔融增材制造（PBF/L）設備并進行了打印過程展示。該型號裝備配備了500W的激光器，可以進行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。該設備具有獨特的基準面切削機構，能夠在短時間內在造型部件上進行精確基準面加工，在二次加工中精確定位，簡化基板分離和精加工的準備，提高效率。同時，全系列設備都支持超穩(wěn)定模具造型工藝，即在成形過程中減少熱收縮時的膨脹應力，適用于SUS420J2、SVM等材料粉末的加工。
沙迪克的LPM 325型增材制造機床
鑫精合集團的天津鐳明激光科技有限公司在本次展會上展示了LiM-X400激光粉末床熔融增材制造設備。該設備可選裝500W或1000W大功率激光器兩臺，光斑直徑可實現(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。設備的成形缸體為獨立單元模塊，可進行獨立拆卸，配合多個成形缸使用，可實現(xiàn)多工位并行加工，將打印過程與清粉取件過程分離，大大縮短設備停機時間，提高成形室使用效率。其高精度成形平臺采用進口絲杠導軌，并配備光柵尺調節(jié)，可將定位精度控制在±0.005mm以內。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、預估打印時間、系統(tǒng)控制、打印參數(shù)實時設置、過程監(jiān)測、日志記錄、云平臺數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，保障設備的正常運行。
在展會上，力豐集團展示了其代理的鐳明激光公司的LiM-X260設備。力豐集團將增材制造機床、智能機器人手臂、加工中心集成為一條產線，通過自動化的打印-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床
中國航空制造技術研究院推出了電子束粉末床熔融（PBF/EB）設備。此類設備在保持了增材制造技術帶來的自由制造任意形狀零件的優(yōu)勢之外，還具有真空加工環(huán)境保障零件混入雜質元素、高成形溫度減少熱應力與變形、高能量吸收率改善成形效率等特點。在CIMT2023展出的設備具有360mm×360mm的成形幅面和500mm的成形高度，成形效率達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7.2kW。通常PBF/EB設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，而六硼化鑭燈絲價格十分昂貴。本次展出的設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）設備的相關圖文資料。激光增材設備的成形腔尺寸可達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。
北京航空制造技術研究院的電子束粉末床熔融增材制造設備
因為本次展會參展商眾多，多家廠商表示受限于場地等因素限制，只帶來了增材制造裝備的相關資料，未能展出實機。這和增材設備近年來逐步大型化的發(fā)展方向也有一定關系。
海天集團在展會上分享了旗下海天增材公司推出的最新增材制造機床C400M的相關資料。該設備是一臺金屬激光粉末床熔融3D打印機，配有雙激光或四激光Yb光纖激光器，可以實現(xiàn)400mm×400mm×430mm的多激光協(xié)同高效率零件成型，效率可達50-100 cm3/h。
大族激光集團在展會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)的相關資料與成形樣件。
成都煜鼎特種加工技術公司基于北京航空航天大學王華明院士團隊的研究成果，展出了高性能大型金屬構件激光增材制造設備和激光高通量材料制備與增材制造綜合系統(tǒng)的相關圖文資料。
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備生產的飛機結構件。境外多家機床制造廠商，包括格勞博（GROB 13522079385）公司等也開始涉足增材制造領域，新近推出了如液態(tài)金屬打印機GMP300等增材制造機床，+GF+公司（18210062835）也在與3D system、EOS公司的合作基礎上計劃推出自有品牌的增材制造設備。
2．金屬增減材復合機床
目前，增減材復合制造技術受到了越來越多的關注。增材制造設備完成的零件目前仍存在著對表面加工、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，在同一臺機床上復合銑削、熱處理等功能，可以避免多平臺加工時零件取放帶來的精度誤差積累，提高生產效率，同時節(jié)省設備空間。
德馬吉森精機（DMG MORI）公司（13501282025）出品LASERTEC系列增材加工機床，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現(xiàn)增材制造。展會上分享的視頻資料介紹了LASERTEC DED hybrid機型，集成了激光能量定向沉積技術以及五軸數(shù)控加工技術，可實現(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合加工?；谒头鄯绞降脑霾某尚芜^程，可以使用多種粉料和梯度粉料，實現(xiàn)性能改良。
日本馬扎克（MAZAK）公司（15910974236）在展會上介紹了AM SERIES的增減材復合加工機床。產品可適用多激光式、單激光式、電弧式增材制造，代表產品是INTEGREX i-300 AM，其特點是集成了兩個Ambit激光熔融頭，一粗一細，可分別負責高速熔融以及高精度熔融。該設備以一個五軸多功能加工中心為平臺，能夠對增材制造的部件進行車銑與激光標刻。
除了在展會上進行實體展示的LPM系列增材制造機床，日本沙迪克公司還介紹了OPM系列增減材復合制造機床，包括OPM 250 和OPM 350。OPM系列機床在成形室內同時結合了激光粉末床熔融和高速銑削。這種增減材技術不僅可以改進模具冷卻通道的加工能力和縮短成形時間，還可以簡化模具設計，大大減少創(chuàng)建一個完整模具所需的部件數(shù)量。OPM系列設備通過在成形過程中交替進行機加工和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，同時保持了加工復雜形狀的能力。OPM系列增減材設備采用了剛性直線電機，具有1g的軸加速度，且沒有摩擦、磨損或反沖。通過優(yōu)化的平面設計，剛性直線電機直接安裝在機器的鑄件上，以數(shù)字控制的精度提供穩(wěn)定的線性運動，使得該系列設備成為了市面上最精確的金屬3D打印機之一。
大連三壘科技有限公司在展會上介紹了增減復合五軸聯(lián)動3D打印設備SVW80C-3D，將激光金屬沉積技術裝備于該公司最新研發(fā)的五軸聯(lián)動加工中心上，實現(xiàn)任意方位，甚至五軸聯(lián)動金屬沉積，以及邊增邊減、增減復合加工工藝，可以應用在五軸減材、增材制造、功能梯度材料、表面涂層改性、修復再造等場合。
3．非金屬增材制造機床
本屆展會中非金屬增材制造機床對比往屆展會明顯減少，只有少量廠商對此類設備做了資料展示。
馬路科技介紹了其代理的BigRep PRO工業(yè)3D打印機床，基于計量擠出機技術（MXT）精確控制沉積過程，適用多種熱塑性線材，能夠對工程級碳纖維增強材料、多種生物聚合物和水溶性支撐材料進行增材制造。
英格索爾（INGERSOLL）公司介紹了目前最大的熱塑材料3D打印機MASTERPRINT 3X，該裝備是一種大規(guī)格、工業(yè)級、三軸（五軸）聯(lián)動的3D打印機床，可以用于增減材方式制造耐用超大復雜型面的熱塑材料零件。同時設備配有真空工作臺，可以實現(xiàn)真空環(huán)境成形。兩種不同的型號分別具有150 lbs/hr或500 lbs/hr的擠出效率。值得關注的是，該設備可以進行模塊化配置。設備完成結構體打印后，可以自動卸下擠出模塊，裝載工業(yè)級兩軸聯(lián)動銑削頭，從而實現(xiàn)增減材復合制造。
4．結束語
CIMT2023展示的產品和技術充分體現(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，創(chuàng)新技術、集成復合技術、數(shù)字互聯(lián)、綠色技術等與機床工具融合展示。特種加工機床也不例外，展品整體水平較高，產品結構、機床精度和外觀設計均有提升，國產品替代趨勢明顯。
