1.一般金属加工可分为三种类型
第一种就是我们常见的减材加工，车铣刨磨以及激光切割等为代表。
第二种是以铸造、锻造、冲压、挤压，注塑，折弯等为代表的成型加工。
第三种越来越受关注的工艺增材制造，以3D打印、涂层、堆焊为代表，增材制造的优势，它能够生产具有以前传统技术无法实现的几何形状金属部件。
此外，增材制造是一种通过缩短生产交付时间、来实现高效小批量生产的合适方法。
增材制造与 CNC 传统加工技术的结合已在各大主流机床厂家得到应用，像DMGMORI MAZAK 松浦等厂家已经在市场上销售这类机型。复合加工的概念是实现金属增材制造零件实现精加工交付——实现形位公差要求和光洁度要求，实现各类机械性能的要求。
本文参考MAZAK的一款 INTEGREX i-400 AM 的复合加工五轴车铣机床，来作为技术说明今天参考MAZAK的一款 INTEGREX i-400 AM 的复合加工五轴车铣机床，来作为技术说明。
2.技术路线
目前，许多公司已经推出了采用 SLM 技术和铣削功能的复合机床，作为高性能模具制造的解决方案。在述说之前，先解释下在实现增材加工的2种技术路径。
Ⅰ.DED Directed Energy Deposition 定向能量沉积 通过喷嘴将金属粉末或丝材输送到聚焦的能量束（如激光、电子束等）作用区域，能量束使粉末或丝材迅速熔化并沉积在基板上，层层堆积形成三维零件。 可实现较大尺寸零件的制造，对复杂形状零件有较好的适应性，能在零件局部进行修复和强化。但尺寸精度相对较低，表面质量一般。
应用在航空航天领域的大型结构件制造、机械零件的修复与再制造等。LMD Laser Metal Deposition激光定向能量沉积，属于DED技术的一种，利用高能量密度的激光束作为热源，使金属粉末在激光作用下快速熔化并凝固，逐层堆积形成金属零件。具有较高的能量利用率，能实现高精度、高性能金属零件的快速制造。
可制造复杂形状的零件，组织致密，力学性能良好。不过设备成本较高，工艺参数优化要求高。常用于制造航空发动机叶片、模具等高性能零部件。DED还有2种技术分别是DED-ARC电弧定向能量沉积，和DED-EB电子束定向能量沉积。
Ⅱ.PBF Powder Bed Fusion 粉末床熔化 将金属粉末均匀铺展在粉末床上，利用高能束（如激光、电子束）按照预先设计的零件截面轮廓对粉末进行逐层扫描熔化，熔化的粉末冷却凝固后形成零件的一层，如此层层叠加直至完成整个零件的制造。能制造复杂形状的零件，尺寸精度高，表面质量较好。
可实现多种材料的组合制造，但成型效率相对较低，设备价格昂贵。应用在医疗领域制造定制化的植入物、珠宝首饰的个性化设计制造等方面应用广泛。
SLM Selective Laser Melting 选择性激光熔化，属于PBF技术的一种，采用高功率密度的激光束，根据三维模型切片数据，有选择地熔化金属粉末床中的粉末，直接制造出三维金属零件。
能实现极高的几何精度和复杂形状制造，可获得致密度高、力学性能良好的零件。但制造过程中热应力较大，可能导致零件变形，且对粉末材料要求高。主要用于航空航天、汽车、医疗等领域的精密零件制造。
当然PBF技术还有另外种 SLS选择激光烧结，EBW电子束融化。 目前MAZAK选择了LMD技术作为MAZAK复合加工机的增材制造方法.
使用激光束在金属基材上形成熔池并将粉末送入该熔池的过程。粉末熔化形成熔合到基材上的沉积物。所需的几何形状是逐层堆积的。
Mazak 特别说明，LMD 技术的一个显著优势是能够组合各种不同的金属和合金，对材料的使用限制没有PBF那样严格和麻烦。利用这一显著优势的最有效应用是材料涂层上面。
如今在石油和能源行业以及医疗行业有许多涂层应用要求。该技术的评估方法已经非常成熟。，有许多案列应用在长轴和棒材加工上。与 SLM技术相比，LMD技术在这些应用中具有显著优势。
3. 应用实例
考虑到上述潜在的使用目的，Mazak开发了一个应用于石油能源行业的应用实例。图片轴的基材材料是316S31（17%铬12%镍奥氏体不锈钢），具有良好的耐腐蚀性，因此成为海上石油管道的常用材料以对抗海水腐蚀。
用于增材加工的金属粉末是镍基合金 Inconel 718，具有非常适合高温、腐蚀、抗氧化和抗蠕变环境的特性。
上图是整个加工工艺步骤，采用LMD和CNC 加工的混合工艺，制造ll 6片螺旋涂层凸台、12 个翅片和一圈法兰管。6 个凸台是在混合工艺中使用精细LMD和CNC加工制造的。
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4.LMD 工艺评价
测试内容包括沉积的 Inconel 718 材料和 316S31 基材之间的连接部分的机械强度测试、硬度测量和微观结构观察。
这些试件未经过热处理。 Inconel 718 材料的抗拉强度测试结果几乎与未经热处理的热轧 Inconel 718 相当。
在沉积的 Inconel 718 材料和 316S31 基材之间的结合部分的拉伸强度测试中，断裂点在基材 316S31 一侧，因为基材316S31抗拉强度低于沉积材料Inconel 718。
表明沉积的 Inconel 718 材料与 316S31 基体之间的结合强度高于 316S31 基体本身的机械强度。
因此， LMD 有可能从根本上改变传统的产品设计和制造流程。
