金屬增材制造（AM）正在重塑多個(gè)行業(yè)，尤其是在處理復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)、輕量化和材料效率方面展現(xiàn)出巨大潛力。然而，盡管增材制造具備顯著優(yōu)勢，單獨(dú)使用它并非最優(yōu)解?；旌现圃熳鳛橐环N創(chuàng)新策略，將增材制造與CNC加工、鑄造和鍛造等傳統(tǒng)工藝相結(jié)合，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，從而提升性能、降低成本并拓展設(shè)計(jì)可能性。
什么是混合制造？
混合制造通過將增材制造與傳統(tǒng)的減材或成型技術(shù)結(jié)合，優(yōu)化零件生產(chǎn)。其主要形式包括：
增材制造+CNC加工：先通過增材制造生成近凈成型零件，再通過精密加工完成最終成型。
鑄造+增材制造：利用增材制造實(shí)現(xiàn)復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過鑄造獲取主體材料。
鍛造+增材制造：在鍛造預(yù)制件上使用增材制造增強(qiáng)機(jī)械性能，同時(shí)減少材料浪費(fèi)。
混合制造的核心優(yōu)勢：
1
成本與材料效率
傳統(tǒng)制造工藝（如CNC加工）通常需要大量去除材料，導(dǎo)致浪費(fèi)。增材制造通過逐層構(gòu)建零件減少浪費(fèi)，而混合制造則僅在必要時(shí)進(jìn)行加工，進(jìn)一步優(yōu)化資源利用。例如，在航空航天領(lǐng)域，混合制造可用于3D打印復(fù)雜的熱交換器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，再對密封表面進(jìn)行精加工，從而顯著減少材料浪費(fèi)和加工時(shí)間。
來源：Conflux
2
增強(qiáng)機(jī)械性能
雖然增材制造能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幾何形狀，但其微觀結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可能不及鍛造或鑄造部件?；旌现圃旖Y(jié)合了增材制造的設(shè)計(jì)自由與傳統(tǒng)工藝的機(jī)械性能優(yōu)勢。例如，航空結(jié)構(gòu)件（如翼梁或機(jī)身支架）可通過鍛造獲得高強(qiáng)度，再使用定向能量沉積（DED）技術(shù)添加復(fù)雜連接特征，從而提升結(jié)構(gòu)完整性并減少材料使用。
來源：空客
3
精度與表面質(zhì)量
金屬增材制造的表面粗糙度可能無法滿足某些應(yīng)用需求。通過CNC加工或其他精加工工藝，可以顯著提高表面質(zhì)量，確保關(guān)鍵接口符合嚴(yán)格公差。例如，Inconel 625燃油噴射噴嘴的密封表面可通過CNC加工達(dá)到所需公差，確保燃油流動(dòng)效率。
來源：Titans
4
修復(fù)與再制造
混合制造為高價(jià)值部件的修復(fù)提供了高效解決方案。通過增材制造修復(fù)損壞部分，再加工至精確規(guī)格，可大幅延長部件壽命。例如，航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片可通過DED技術(shù)修復(fù)磨損部分，再加工至空氣動(dòng)力學(xué)公差，顯著延長使用壽命。
來源：航空學(xué)報(bào)
5
拓展設(shè)計(jì)可能性
混合制造使工程師能夠設(shè)計(jì)出傳統(tǒng)方法無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜部件。增材制造可用于創(chuàng)建共形冷卻通道，而傳統(tǒng)工藝則確保表面質(zhì)量和精度。例如，高性能注塑模具可通過增材制造整合復(fù)雜冷卻通道，再通過精密加工確保表面光潔度和公差，從而優(yōu)化大批量生產(chǎn)的效率。
來源：EOS
挑戰(zhàn)與注意事項(xiàng)
盡管混合制造優(yōu)勢顯著，但也面臨一些挑戰(zhàn)：
流程集成：確保增材制造與加工流程無縫銜接。
材料兼容性：匹配增材制造與傳統(tǒng)制造部分的機(jī)械和熱性能。
· 設(shè)備投資：混合制造可能需要專用設(shè)備或額外的后處理步驟。
混合制造的未來
隨著各行業(yè)對高效、高性能制造解決方案的需求增長，混合制造將持續(xù)發(fā)展。自動(dòng)化加工與增材制造的集成、多材料打印技術(shù)以及實(shí)時(shí)監(jiān)控的進(jìn)步，將進(jìn)一步推動(dòng)該技術(shù)的普及。從航空航天、能源到汽車和醫(yī)療領(lǐng)域，混合制造正在開啟新的可能性，將增材制造與傳統(tǒng)工藝的優(yōu)勢結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更智能且更具成本效益的生產(chǎn)。
混合制造并非在增材制造與傳統(tǒng)方法之間二選一，而是通過兩者的結(jié)合最大化效率、性能和可持續(xù)性。這種創(chuàng)新方法使制造商能夠生產(chǎn)出以往難以實(shí)現(xiàn)或成本過高的高性能零件。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，混合制造將在未來工業(yè)生產(chǎn)中扮演關(guān)鍵角色。
