1938年,Berthold Hermle在德國西南部成立了一家螺栓和螺釘制造公司?,F在,他創辦的Hermle公司將一種增材制造(即3D打印)技術——MPA——與該公司傳統的減材制造工藝相結合,打造出了一款具有無可比擬功能的機床。
所謂的MPA技術是一種熱噴射方法,該方法主要使用金屬粉末和動能,將材料融合到構建對象表面以生成大體積的零部件,而且它能夠制造出具有高度復雜內部幾何形狀的部件 。
據了解,Hermle公司制造的這臺結合了增材和減材制造工藝的設備被稱為MPA 40,它在立式銑床主軸旁邊安裝了一個噴射粉末的噴嘴,而在第四、第五軸轉臺上安裝了加熱器。
在運行過程中,機器根據CAD文件的信息用高熱蒸汽推動懸浮在氮氣中的金屬粉末,并通過一個名叫de Laval的噴嘴以聲速的三倍速度噴射到構建對象上,可達到10京帕的壓力和高達1000攝氏度的高溫。如此巨大的沖擊力和由此產生的高溫高壓,導致單個金屬顆粒劇烈變形,并被粘合接觸面上。據了解,這種“微鍛造”可實現多達六種不同的金屬進行層積。
在MPA工藝中,金屬粉末粒子在載體氣內被加速到非常高的速度,并通過一個噴嘴施加到基底上。2007年,Hermle通過其子公司Innovaris開發出了一種鍍膜工藝——他們稱之為Alchemy(煉金術)。該工藝將涂層過程與常規的銑削過程結合在了一起。
而在他們的MPA工藝中,金屬粉末被高速噴射到構建對象上,整個構建環境需用金屬粉末、水、電和無氧的壓縮空氣,以及完全密閉的構建腔室。
此外,Hermle公司的MPA技術還有一個特點,就是其金屬粉末應用系統是Hermle五軸機床的一部分。Hermle公司說,他們的設備將增材制造、減材制造和一種成熟的切割技術相結合,能夠實現各種各樣的制造需求。
Hermle公司說,沉積金屬層的物理性質必須符合特定的機械和熱要求,而且可以根據選用的金屬粉末進行優化調整。該MPA技術能夠處理的材料,包括熱作模具鋼、不銹鋼、純銅、銅、鈦和鋁等材料。
使用MPA技術生成的材料還可以進行后期的加工,而且該技術可實現內部空腔、通道,和底切輪廓。
MPA 40可處理的零部件最大尺寸可達550毫米高和460毫米直徑,重量可達600公斤——并可選用水溶性填充材料打造內部構造——可能會產生像注塑模具那樣保形冷卻通道的效果。這種微鍛造裝置還能制造不同材料的對象,比如那種里面是銅芯外面是工具鋼的部件。
MPA 40上運行的是Hermle公司自行開發的CAM軟件MPA-Studio,該軟件通過逐層分析和機加工的方法來構建零部件的幾何形狀。