增材制造以数字模型文件为基础，可以通过逐层叠加的方式进行3D打印快速制造出传统工艺不能加工的特殊复杂零件。它能够简化制造过程，提高制造效率，节省时间和成本，在使用后还可能对零件进行修改修复更新。因此上世纪80年代出现后，在各制造行业进行了应用，均取得不同程度的发展。

如作为机械基础工艺支柱产业的模具产业，其制造工艺直接影响支持产业的使用效益；如许多模具的冷却系统对模具寿命、效率、产品质量至关重要，一般机械加工、电火花加工等难以加工出贴近型腔表面、均匀、高效的模具冷却系统。相反，增材制造可以制造出随型腔结构变化的随形冷却水道，极大地提高了冷却效率和均匀性，以前是极难做到的，除冷却水道外模具还包括排气通道和异形浇口等难制造结构，都可用增材制造方法制出。在航空航天、汽车、医学人工假体等各方面也都有许多杰出的加工实例。

目前3D打印尚处于发展阶段，还存在许多问题不能完全取代传统的机械加工。但由于它能实现一些机械制造难以和无法实现的结构，设计人员的思想中有了它，不仅会考虑用减材制造，还可用增材制造，增添了一种新的思维就可以扩大他们的设计思路，可以设计出传统机械加工不能完成的复杂结构。但3D打印出的精度，表面粗糙度是由原材料大小、激光光斑大小、设备精度、摆放位置等多重因素决定，精度、表面质量要求较高时，尚难以达到，还有许多不足需要改进，如原材料也并非什么材料都可以来做3D打印，一般金属打印需要有支承架，支承架去除问题也需要不断改进。加工的最大尺寸也还有很大的局限，大批量制造成本高、速度慢，有些方面也还不能达到设计要求等等，但增材制造可补充和扩展传统机械制造，如现阶段把二者结合起来，不仅可利用增材制造的高度灵活性，还可具有获得机械加工的高精度，这一混合制造技术也就成为了当前发展趋势之一。一些先进的机床公司如DMGMORI在市场上已推出集激光堆焊增材制造与全功能5轴铣削加工于一体能生产出全新完整零件的复合加工中心，有效地将二者优点集合起来，激光堆焊是粉体烧熔方法的一种，在这种机床上，激光堆焊和铣削加工还可以灵活切换，可加工一般加工难以接触的部位，可生产较大型工件，成形速度更快，工件通过多个步骤成形，可使成品零件加工中由于结构限制使铣刀无法接近的部位，在最终成形前得以预先加工，并达到要求的精度。能源和航空航天等行业中的大型零件的加工机床非常昂贵，如能将粗加工、堆焊加工、精加工集中在一台机床中，并使用相应先进的刀具，对于客户降低成本而言是非常有益的，且极大地提高了加工效率。在一台机床上，这两种加工方法结合起来加工叶片的过程示意（如图1）。

图 1.3D 数据准备 -3D 激光打印 - 机械加工

可用于3D打印的材料很多，从塑料、各种金属、特殊合金钢到复合材料等，这里我们主要介绍一些承受高强度、高温综合性能要求高的机械零件所用到的材料，如调质钢、预硬钢（~HRC45）、硬钢（~HRC65）、不锈钢（≤HB200）和耐热强韧的难加工材料钴铬基合金（stellite）、钛合金、镍基合金（Inconel718）等增材制造后的切削加工问题，由于它们经过烧熔或堆焊后非常致密强韧难以切削，必须改进刀具的几何形状和它们的材质。

日本的欧士机OSG精密工具公司推出了专用的增材制造AM-EBT，（具有强韧负角）3刃球头立铣刀和AM-CRE的6刃/8刃的圆弧头立铣刀（如图2）。球头立铣刀主要用于型腔、斜面、成形面、仿形面等加工可以进行直线进给方向的扫描线加工和沿型面一定高度的等高线加工。其顶刃延至中心，避免了刮挤，可提高表面加工质量。圆弧头立铣刀也可以进行扫描线加工和等高线加工，加工多种表面，它比球头立铣刀刚性大，加工效率更高些。

图 2. 3 刃球头立铣刀和 6/8 刃圆弧头立铣刀

AM-EBT球头立铣刀的球头半径由R3到R10，其直径即由φ6-φ20，球头半径公差可以达到±0.01，螺旋角30 ゜，具有螺旋刃的立铣刀刀刃上某点其受力位置随刀具回转而变化，不易振动，螺旋角越大参与切削刃越长，切削力更多地被分散，但垂直切削分力增大不宜加工刚性差的零件，排屑能力也较差。它的全长由60到110，刃长由9到30.AM-CRE圆弧头立铣刀的直径由φ6到φ20，外侧的圆弧半径由R1.5到R3，圆弧半径公差±0.03，螺旋角60 ゜，全长60到110，刃长9到30，两种立铣刀的外径公差均为±0.01，材质是优质硬质合金加超耐热高韧性的DUROREY多层涂层，结构如图3。

图 3. 超耐热高韧性多层涂层

可见最外面是超耐热涂层其下是超微细纳米多层结构涂层，多层涂层的优点是可以阻止裂纹的延伸，提高涂层的耐破损性，和硬质合金基体附着的是专用的强化附着强度的一层涂层。这种复合涂层硬度高耐热耐磨超强韧，耐熔附损伤，在1300℃才开始氧化。对高硬度材料的加工时，崩损少，可以加工堆焊件，能很好地延长的刀具寿命。

下面是这两种立铣刀加工的实例：

◆用AM-EBTR6-φ12（3刃）球头立铣刀加工堆焊材BK-660R深部。以切削速度37m/min，垂直和侧面的切削深度分别是ap=3mm,ae=0.5mm，每齿进给速度=0.33/t进行扫描线加工、用空气冷却，切削距离可以达到25m，此时仅在中心部位出现了细微破损，而用一般高硬度加工用球头立铣刀以同样切削条件，切削距离仅只达到0.7m。

◆用AM-CREφ8-R2(6刃)圆弧头立铣刀加工钴铬基合金（stellite）硬度HRC48，采用等高线加工，切削速度50m/min,进给速度0.05mm/t，切削深度ap=0.5mm.ae=0.5mm,切削距离达到190m才出现正常磨损。

这两类立铣刀在加工不同增材制造出的高硬材料时，由于被加工材料特别强韧，立铣刀悬伸不宜过长，宜采用高刚性的机床和刀柄，控制刀具的径向振摆在一定范围内，在具体考虑选择切削用量和必要的注意事项时，可参考他们的样本，并按实际情况加以适当调整。

随着增材制造的发展，各种和它们配合进一步提高产品加工精度及表面质量的新型加工工艺和先进刀具的出现，必将促使这一新的工艺更加发展完善。