金属增材制造技术(Metal Additive Manufacturing,简称AM),作为一项颠覆传统制造流程的创新技术,正以惊人的速度推进工业生产的变革。其最大的优势在于设计自由度大,能够实现复杂结构和功能的集成优化,极大地推动航空航天、医疗器械、高端制造等领域的发展。然而,尽管金属3D打印技术不断成熟,打印完成后的后处理环节仍旧成为提升生产效率和产品质量的瓶颈。如何高效、精准地完成后处理,是产业界亟待解决的问题。

金属增材制造完成后,零件表面通常存在粗糙度较高、打印过程中附带的支撑结构残留、内部应力及材料缺陷等多种问题。这些都需要通过后处理工艺进行修复和优化,保障零件的力学性能和表面质量。传统的后处理流程涵盖了支撑结构拆除、清洗、机械打磨、喷砂、化学抛光以及热处理等多个步骤。例如,支持结构必须彻底拆除,确保零件的形状与功能不受影响;表面精加工则通过机械打磨或化学抛光提升零件的表面粗糙度和几何精度;而热等静压(HIP)等热处理工艺则用于消除内部孔隙与缺陷,优化材料微观结构,改善耐久性和性能。

尽管工艺种类丰富且具备一定的成熟度,但传统后处理面临诸多挑战。首先,这一过程劳动强度大,极度依赖人工操作,不仅影响生产效率,还带来显著的质量波动和一致性难题。其次,复杂繁琐的流程增加了制造成本,制约了金属增材制造工业化的广泛应用。因此,推动后处理的自动化和智能化成为产业发展的关键方向。

在这一背景下,FOTEC公司与奥地利Hirtenberger及设备制造商RENA Technologies联合开发的Hirtisation技术,展现了极大的创新潜力。Hirtisation技术结合了电化学脉冲处理与水动力流场控制,形成一种兼具高效和温和特性的电化学表面处理方案。该技术能够针对不同金属材料,如钛合金Ti6Al4V和不锈钢1.4404,制定个性化的工艺参数,避免了传统机械研磨可能造成的微观损伤,同时保证表面处理的均匀性和高质量。

Hirtisation技术具备多方面显著优势。其不仅能有效去除打印支撑结构,还大幅度改善表面粗糙度,实现三维等向性抛光,显著提升零件的美观性与性能表现。此外,该工艺操作简便,不需要操作者具备特殊技能,且所用的药液和电化学介质环保,显著减少了废料排放,符合绿色制造理念。通过FOTEC专业的自动化方案,Hirtisation被集成进机器人自动化后处理工艺链,实现了精准且稳定的处理效果,确保产品质量的可追溯性与一致性。

自动化后处理的推广不仅解决了传统工艺劳动密集、技能依赖高的问题,也极大提升了生产节奏和规模化能力。得益于数字化和模块化设计,结合机器视觉与智能控制技术,自动化系统能够大幅缩短后处理的整体周期,提升批量加工的连续性和生产灵活性。自动化工艺减少了人为操作误差,显著提升了产品性能的一致性与可靠性,降低了潜在质量风险。此外,高效节能的流程还降低了能源和化学药剂的消耗,推动了产业绿色转型。

全球范围内,包括Oerlikon AM、Fintek等金属增材制造领域的领军企业,均已投入或评估基于Hirtisation的自动化后处理方案,显示了该技术的工业认可度和推广潜力。未来,随着人工智能和机器学习技术在工艺参数优化、设备预测维护方面的深度应用,金属增材制造后处理的自动化和智能化水平将进一步提升,推动整体制造产业链实现数字化升级。

综上所述,FOTEC推动的基于Hirtisation技术的自动化后处理工艺,有效突破了传统金属增材制造后处理效率低、品质不稳定和高人工依赖的瓶颈。通过智能化和绿色制造的技术融合,不仅极大提升了表面处理的精度和一致性,更助力产业快速迈向大规模工业化生产。未来,这一技术将继续深化在航空航天、高端医疗、精密机械等领域的应用,开启金属3D打印向工业化规模生产转型的新篇章。