自3D打印技術誕生以來，3D打印零件與打印基闆的分離至今困擾着業界。如圖1所示，複雜形狀的3D打印零件隻有與基闆分離後才有真正的使用價值。但是，基闆的分離工藝并不像想象中的簡單。要充分了解3D打印零件與其基闆間的分離細節，我們需要簡要地回顧分離工藝的發展史。

最初，用帶鋸機，看上去非常簡單。将基闆夾持在角鐵上，用垂直帶鋸切下3D打印件。然而，不難發現，這種簡單的方法存在許多限制和缺點：

鋸縫 - 鋸切的寬度意味着在3D打印過程中，需要增加打印的層數，對于布滿許多工件的大型基闆，這意味着打印時間将顯著增加。

鋸切面精度 - 鋸切面的質量和精度難以滿足要求，通常為獲得幹淨的表面，需要增加打印層數，也需要費力地進行後續加工，然後才能使工件在分離後，其底面滿足質量要求。

易損的橫截面 - 施加在工件上的鋸切力大小不可忽略不計，鋸切力可能損壞工件和導緻其變形，特别是薄壁工件，如圖2所示。

特殊合金工件 – 想要高效率地鋸切鎳基高溫合金和钛合金的3D打印件十分困難。

因此，由于鋸切的諸多缺點，分離工藝很快演進到新型、當前疊代版本的基闆切除工藝——線切割…

改用線切割工藝後，成功避免鋸縫問題，但表面質量和橫截面損傷等其它問題依然沒有解決：

切割速度 - 與帶鋸切割速度相比，線切割速度堪稱龜速。導緻切割速度非常慢的原因之一是線切割工藝通常需要用高壓沖液，對于許多3D打印件來說，可能損傷不均勻的橫截面，事實上，如圖3所示，常常成排地切割獨立的工件。

工件分離的沖擊損傷 - 由于需要安裝基闆，其表面平行于垂直方向的電極絲，被切工件必須在水平方向。工件被切斷時，工件落下時常常發生損傷，如圖4。

不僅落下的工件可能損傷，工件在切斷前受到的彎矩也能在接近最終切斷時造成表面變形。

機床成本 - 由于線切割的Z軸行程必須滿足基闆要求，通常必須使用大型線切割機床。然而，如今的線切割機床都配很多軸，分離3D打印零件與基闆不需要使用其中的部分軸。這意味着對于選用線切割機床進行分離基闆的公司，其所購買的機床的部分功能完全浪費。

如今，GF加工方案的 CUT AM 500閃亮登場！

作為電火花加工領域的全球領先者，GF加工方案發現了用于3D打印零件分離的原有技術存在的不足，決定開發一款全新、專用于分離3D打印件與基闆的機床。開創性、已獲專利的CUT AM 500橫空出世，該機擁有以下優點：

*大型加工區：500x500x500mm

*小切縫：采用0.2mm直徑的钼電極絲

*無切削力：采用專有的EDM/ECM切削工藝

*可重複使用的電極絲，運絲速度達20m/s

*無切割面污染

*高速切割

*無零件損傷：用水平電極絲和卧式切割工藝

*操作簡單：采用Windows 10 HMI數控系統

*低運行成本：钼電極絲可循環利用

*可追溯的工件收集和标識：用于收集和支撐工件的零件收集籃

*可自動化：兼容System 3R夾具系統

*增加可工作時間：維護周期達600小時

現在，我們詳細地介紹這些突出優點：

加工區域大

500mm立方形加工區，不僅輕松滿足大型基闆要求，也能滿足高大工件的要求。

切縫小

采用0.2mm電極絲和高精度的基闆找邊定位，CUT AM 500用戶可以最大限度地減少3D打印件的預留打印層。因此，能顯著縮短打印時間。

無切削力

由于電極絲與工件之間無物理接觸，線切割加工無工件損壞的風險，分離面不僅光滑，而且可與成形工件的進給軸準确找正。

無切割面污染

部分醫療器械和航空航天應用不允許切割面存在銅或鋅污染，純銅和鍍鋅電極絲常常存在該污染。CUT AM 500采用钼電極絲，有效避免該污染。

高速切割

CUT AM 500的線切割速度明顯優于傳統線切割技術，部分情況下，接近帶鋸的切割速度。達到如此高的切割速度是由于使用了多種先進技術：

高電極絲速度，即電極絲每秒運行20米，切割時電極絲和工件是浸入工作液中的，如圖5所示，甚至可以同時切割多個工件。在這樣高的速度下，5000米絲軸無法持續使用較長的時間；然而CUT AM 500将電極絲纏繞在另一個絲軸中，然後再反向将電極絲纏繞回原絲軸上，重複使用電極絲。在兩個絲軸間來回重複使用電極絲顯著降低耗材成本。

加入專用添加劑增強的水基工作液成為去離子的水基工作液，可以提高“拖動效應”和線切割速度。

專有的脈沖電源是以IPG Sinker為基礎，進行改進設計的脈沖電源，采用EDM/ECM相結合的線切割技術，顯著提高線切割速度。該脈沖電源采用雙極脈沖技術，幾乎可徹底避免钛和其它敏感材質的化學侵蝕。

無零件損傷

結合使用水平電極絲，卧式工件分離技術和零件收集籃确保切割安全，不損傷零件，如圖6所示。

操作簡單

在用戶友好的HMI控制面闆中，隻需要輸入簡單的信息（參見圖7），就能輕松完成分離任務的編程。

低運行成本

CUT AM 500通常使用易于購買和可循環使用的5000米長的钼電極絲，并使用标準的電火花成形加工工作液過濾器。

可追溯的零件收集和标識

CUT AM 500含易于調整的零件收集籃，可輕松将其分為多個格位，在零件格位中保存切割後的零件，零件保持其原始位置不變，因此易于進行後續加工和将零件序列化。

可自動化

CUT AM 500托盤接收器可兼容System 3R夾具系統，如圖8所示，用機器人進行裝件和卸件。

減少停機時間

CUT AM 500按照600小時的維護周期進行設計。每600小時需要執行以下維護：

• 更換電極絲
• 更換工作液
• 更換工作液過濾器
• 更換進線電源的接點
• 設計合理的600小時維護周期确保生産不間斷，增加工作時間。

CUT AM 500的操作

我們已了解了這款全新的開創性機床的基本特點，現在我們看看這款機床如何進行工作！

第一步将基闆/零件一起裝入圖9的零件隔架上。機床門打開，圖中機床的托盤接收器在裝件位置，如圖10所示。（注意：基闆也可以直接裝入到機床的工作台上，無需夾頭。此外，該機設計為可打開的頂蓋，因此可用高架起重機将重型金屬打印零件/重型基闆吊入機床内。）

然後，将基闆裝入托盤接收器中，如圖11所示。之後，将零件收集籃安裝在零件上方并安裝在托盤接收器上，如圖12所示。當零件收集籃固定在托盤接收器上後，CUT AM 500的B軸立即開始轉動，使零件位于如圖13所示的倒立位置。（此處為看到内部情況已拆下收集籃）

現在，B軸完全轉到180度位置，如圖14所示。（注意，為看到内部情況，已拆下收集籃）

工作液槽門關閉，向工作液槽中加入工作液。Z軸帶動水平電極絲運動到剛好低于基闆表面的位置，電極絲驅動啟動，在Y軸伺服控制下進行線切割。線切割的狀況如圖15所示。（注意，收集筐的設計可使切斷分離期間，與電極絲無幹涉。）

當将零件切掉時，零件無損傷地落在收集籃中，如圖16所示。完成線切割時，抽出工作液槽中的工作液，工作液槽門打開，運出收集筐。Y軸将電極絲運動到其原位，然後B軸開始轉動，返回其原位，如圖17所示，這時可以拆下基闆進行更換以便下次加工。

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主題： 金屬3D打印零件分離方案

時間： 2020/8/21 14:00-15:00

直播講師： 李智 GF加工方案銷售經理

直播合作：南極熊

産品特點：

金屬增材制造是一種複雜工藝，完美的成品并不能僅僅依靠打印這一工藝環節，而是将材料、設計、打印、及後處理融合後得到的結果，隻有正确的組合及優化這些工藝才能獲得優質、可重複的增材部件。而打印完成後的零件分離質量，是業内長期被忽視的一個問題。基于此，GF（GeorgFischer,簡稱GF,标識為 GF ,中文名為喬治費歇爾,瑞士著名的工業巨頭,創立于1802年）提出獨特的零件分離方案，在保持基準精度及質量的同時，确保工件的工藝完整性。

△GF零件分離方案三大亮點：快速的線切割技術、180°旋轉軸和水平切割工藝、工具收集框

直播提綱：

從設計到成品的完整金屬增材制造方案

創新的增材制造零件分離技術

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