新思路：开放模具3D打印注塑，增材减材混合制造

2020年6月，南极熊获悉，美国混合增减材制造系统的专家Hybrid Manufacturing Technologies （HMT），开发出了一种新的热塑性塑料3D打印方法，它称之为 "AXIOM"，自动将材料挤出到开放式模具中。据报道，这种新颖的工艺结合了3D打印和注塑成型的优点，可以高速生产高强度的零件，并具有增材制造的灵活性。

△实拍视频：开放模具3D打印注塑，增材减材混合制造新思路

AXIOM技术原理

△AXIOM过程分为三个步骤：使用刀具在金属板上铣出简单的模具坑→3D打印喷头喷出聚合物塑料填充→铣平模具坑表面，即可得到堪比注塑出来的零件

注塑成型在速度和零件质量方面一直都有优势，特别是在大规模生产方面。当比较增材制造和注塑成型的零件时，在材料选择、表面光洁度和聚合物的完整性方面存在明显的差距。当要制造的零件超过一定数量时，注塑成型在产量和平均生产成本上也会超过增材制造。HMT的AXIOM方法希望解决这一缺陷，利用这两种技术的优点组合成为新的方案。

在COVID-19大流行期间，HMT希望快速、低成本地生产面罩，以补充传统生产渠道的不足。这促它将AMBIT XTRUDE PE-1 3D打印头安装在传统的数控铣床上，挤出通常与3D打印不兼容的材料；所生产的零件由于没有层纹，表面光洁度得到了 "改善"，性能也得到了提高，类似于注塑件。

HMT公司的CEO Jason Jones博士表示："我们将3D打印、机械加工成型以一种新的方式结合在一起，在需求激增的情况下快速满足产能需求。"

△通过AXIOM方法3D打印PPE（个人防护装备），图片来自HMT

AMBIT PE-1挤出机

HMT公司开发符合CE标准的喷头，最初是为了将现有的铣床改造，成为能够挤出聚合物和复合材料的3D打印机。它已经被集成到各种机器中，包括CNC模具、机器人手臂和PKM（平行运动机）平台。

Jones 总结道："AMBIT PE-1挤出机是机械厂采用3D打印制造的最实用的路径。它是快速生产零件、夹具的理想选择。AMBIT PE-1挤出机的进步，继续扩大了3D打印制造的工业应用范围，创造了新的市场。"

△AMBIT PE-1已被连接到Autodesk的一个机械臂上，图片来源：Autodesk

AMBI混合制造系统

其实，AMBI混合制造系统真正牛的地方在于，可以实现金属的混合制造。

通过升级数控机床与金属沉积技术，在一台机器上实现了加法（增材制造）和减法加工（CNC等）能力。混合机床提供了新的技术能力，包括加工过程中的精加工和检测。它是修复高价值金属部件和在现有零件上增加新零件的理想选择。AMBI系统可改造现有数控机床，也可直接集成到具有先进功能的新机床上。混合动力一体机显著降低了成本，并为数控操作人员提供了直观的采用路径。HMT公司认为，大多数通过增材制造制成的金属零件都需要后加工操作以改善其表面光洁度（例如，点铣，珠/喷砂，抛光等）。将CNC增材制造结合使用，可以在单个设备中完成零件制造和表面处理；它还允许在同一零件中使用不同组成的材料。

南极熊了解到，目前他们已经可以使用多个处理头，最多可达15个。包括一系列具有不同几何形状、激光轮廓、粉末输送配置和散焦能量束的AMBI处理头，以支持以下任务：3D沉积、熔覆、打标、切割、钻孔、预热、退火/应力消除、表面重熔、清洁等。

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