摘要：通過對第十四屆中國國際機床展覽會（CIMT2015）展出的各類特種加工機床的現場調研、資料收集及與參展廠商的座談交流，對國內外電火花加工機床、激光加工機床、增材制造設備等新產品、新技術、新工藝及其發展趨勢進行了比較深入和系統的評述，并對市場需求進行了分析。

　　三、專用數控電火花加工機床
　　1．境外專用數控電火花加工機床
　　瑞士GF加工方案展出了DRILL 300五軸電火花鉆孔機床（見圖6），吸引了眾多探尋者的目光。該機床有以下特點：①獨有的全數字控制脈沖電源和實時穿透檢測功能；②有多種自動化方案和附加軸選擇；③可以對不同直徑的孔進行自動編程加工；④加工孔徑范圍大，特別適合航天航空零件加工；⑤加工效率高。 　　德國斯來福臨集團展出了Helitronic Power Diamond電火花和磨削加工二合一機床（見圖7），用于加工PCD、PCBN、硬質合金、金屬陶瓷等超硬材料的刀具。機床具有兩個主軸端，可分別安裝3片電極輪和砂輪，這就相當于具有多個電極或磨削工位，使更復雜幾何形狀的刀具加工簡單化，使加工效率和生產力達到更高水平。 　　2．境內專用數控電火花加工機床
　　隨著聚晶金剛石（PCD）、聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具從簡單的車刀、直刃銑刀、鉸刀，向高精度、復雜刃口方向快速發展，機械磨削難度加大，因此電火花磨削加工在這些超硬刀具的加工方面獲得了廣泛應用。

　　北京迪蒙特佳工模具技術有限公司展出的BDM-902磨床（見圖8）適于加工PCD、PCBN等超硬刀具，機床穩定性好、精確度高、操控性好，不僅具備立軸自動運轉、金剛石砂輪在線修整等先進功能，還可輕松實現精度3 μm以內高檔PCD活塞刀、鉸刀的高效率加工，并確保刀具刃口表面粗糙度Ra≤0.05 μm。 　　北京凝華科技有限公司展出的MD25i型磨刀機是為PCD超硬導電材料刀具的加工和重磨設計制造的專用高精、高效電火花刃磨機床。開發的高效等能量脈沖電源，配合放電狀態自動檢測等功能，實現了生產效率高、尺寸精度好、表面粗糙度低。該公司展出的MF301雙側面刃磨機床是為加工PCD超硬導電材料鋸片設計制造的，該刃磨機床具有八軸數控系統。

　　北京機床所精密機電公司展出的AG400型磨床配備了針對PCD加工的高效率、低表面粗糙度的專用電源，配備了刀具刃磨專用軟件，盤類刀具自動測量定位、自動補償和自動加工等功能。

　　本次展會中用于航空航天小群孔加工的數控電火花高速小孔加工機床仍是一個亮點。蘇州電加工機床研究所展出的八軸數控電火花高速小孔加工機床，主要用于航空航天發動機葉片渦輪外環、火焰筒的微小群孔加工。通過數控系統在線自動檢測工件形位，自動對加工孔位進行補偏，可有效提高工件孔加工的整體質量。

　　北京迪蒙卡特機床有限公司展出的MD6電火花小孔加工機床，是專為航空發動機葉片上三維分布的大批量、多種類小孔加工而設計的，配備了4個數控直線軸、2個數控旋轉軸、12工位自動電極庫、三維在線自動檢測系統，能在線自動檢測工件形位，并對孔位進行自動補偏。機床還配以基于觸摸屏的專業控制軟件與復合加工工藝，是難加工材料復雜空間位置小孔加工的專用設備。

　　四、激光加工機床
　　經過40年多年的發展，激光加工技術不斷拓展。本屆展會在W2館設立了成形和激光加工機床專館，集中了30多家激光加工企業，實現境內外展商同臺競技，匯聚了當前世界激光加工產業的最新技術發展成果及未來發展趨勢。境內外著名企業德國通快（TRUMPF）、德馬吉森精機、瑞士百超（Bystronic）、意大利普瑞瑪（PRIMA INDUSTRIE）、日本天田（AMADA）、日本三菱電機（MITSUBISHI ELECTRIC）、日本山崎馬扎克（MAZAK）、法國薩瓦尼尼（salvagnini）及德國耶拿（JENOPTIK）、武漢法利萊、上海團結普瑞瑪、深圳大族激光、武漢奔騰楚天、濟南鑄鍛研究所、江蘇金方圓、江蘇亞威等都悉數參展。

　　據不完全統計，本屆展會現場展出的激光加工機床超過50臺套，與CIMT2013相比幾乎翻了一番。其中，CO2激光平面切割機5臺、光纖激光平面切割機26臺、光纖激光平面切割-沖壓復合加工機床1臺、光纖激光三維加工機床5臺、激光增材制造5軸銑削組合機床1臺、金屬3D打印機1臺、三維光纖激光電弧復合焊接系統1套、YAG激光焊接機2臺以及其他激光加工專機等。

　　本屆展出的激光加工機床呈現以下特點：
　　（1）CO2激光加工機床逐步萎縮，光纖激光一枝獨秀。通快公司全球首發了其最新的TruLaser 3030 Prime Edition fiber超高速光纖型激光切割機（見圖9）；瑞士百超推出了代表當今頂尖水平的搭載4kW光纖激光器的ByJin Fiber4020。 　　（2）組合、復合機床以巨大的綜合優勢將引領未來發展趨勢。日本AMADA公司以“金屬加工機械綜合制造商的全方位解決方案”為主題，推出了基于新概念的數字化鈑金加工沖切解決方案——沖床與光纖激光復合設備LC2515C1AJ（見圖10）。德馬吉森精機推出了革命性的LASERTEC 65 3D（見圖11），提供集激光堆焊技術與5軸銑削技術于一體的復合加工解決方案，可生產十分復雜的幾何形狀大型工件。 　　（3）加工速度不斷向高速化方向發展。為了縮短切割機的非加工時間，提高生產效率，除了采用交換式雙工作臺外，提高機床的動態性能，實現高速定位是目前各個廠商普遍采取的策略，采用先進的直線電機或直啟盤式馬達驅動技術是主要的實現途徑。AMADA的光纖激光加工機LCG3015AJ，其軸移動速度為170 mm/min（XY合成），實現了同級設備中的最高速。江蘇金方圓數控機床有限公司TFC3015激光切割機配置的碟片式（Disk Laser）光纖激光器，最大定位速度達到169 m/min，代表了國內激光切割機的最高水平。

　　（4）激光加工機柔性化、智能化不斷發展。柔性制造單元和生產線在更大程度和范圍內展示了自動化集成方面所取得的進展，智能化水平不斷提高。薩瓦尼尼推出了新一代高動態光纖激光切割機L5，融入了薩瓦尼尼多年在自動化和提高效率方面的經驗，很容易和FMS系統或AJS系統實現集成。日本三菱電機公司的ML3015eX-45CF-R激光加工機（見圖12），在薄板切割中配備了超高速切割功能，在厚板切割中配備了穿孔功能，在軌跡控制上導入了最新控制方式，使之成為三菱電機標志性產品。德國TRUMPF的TruLaser 3030 Prime Edition fiber秉承通快機床一貫的高智能性，擁有智能型切割頭，能實現自動變焦、碰撞保護、穿刺監控，安全而高效。日本MAZAK的OPTIPLEX NEXUS 3015集成了最先進的智能準備和智能監測功能，可方便實現從薄板切割到厚板切割的自動轉換。 　　（5）激光三維柔性加工系統成為發展方向。TRUMPF 展出的TruLaser Cell 3000通用固體激光加工機床，可以搭配TRUMPF的全系列固體激光器，實現二維和三維結構的焊接、切割。德國耶拿（Jenoptik）繼續展示了其3D激光切割系統，該系統使用的機器手臂為空心結構，在每個手臂的關節處都安裝了反射鏡，避免了在加工過程中因光纖反復被纏繞造成損壞。大族激光也展示了三維光纖激光電弧復合焊接系統。

　　五、增材制造（3D打印）機床
　　本屆展會的亮點之一，就是增材制造（3D打印）機床展品大幅增加，特別是金屬材料3D打印設備得以集中展示。

　　1 . 金屬材料增材制造機床
　　中科院南京先進激光技術研究院和南京中科煜宸激光技術有限公司推出了LDM系列激光選區熔化/燒結增材制造機床，以金屬粉末為原料，制造出的結構件綜合力學性能優異、材料利用率高、加工余量小。從展出的成形件來看，精度和表面質量比較好，符合達到中等精度的要求。

　　武漢華科三維科技有限公司開發了兩款金屬材料增材制造機床：HK M100和HK M250。它們利用較小功率的激光器直接熔化單質或合金金屬粉末材料，逐層熔化沉積成形出任意復雜結構和接近100%致密度的金屬零件。該技術的粉末材料利用率超過了90 %，特別適合于鈦合金、鎳合金等貴重和難加工金屬零部件的成形制造。

　　清華大學開發了電子束選區熔化（EBSM）增材制造機床，成形零件最大尺寸（長×寬×高）為200 mm×200 mm×200 mm，適用的金屬材料有鈦合金、鋁合金、鎳基合金、高強鋼及其他性能活潑的金屬與合金等。

　　北京航空制造工程研究所開發了電子束熔絲沉積增材制造機床，其原理是利用電子束作為熱源，熔化送進的金屬絲材，按照預定路徑逐層堆積，并與前一層面形成冶金結合，直至形成致密的金屬零件。

　　英國雷尼紹（Renishaw）公司推出了AM250和AM125金屬材料增材制造機床，主要用于醫療、航空航天、高科技工程及電子領域。適用粉末材料包括不銹鋼、模具鋼、鈷鉻合金、鈦合金、鎳基高溫合金和鋁合金等。

　　北京上拓科技有限公司展出了其代理的金屬材料增材制造機床ProX200，主要應用領域包括：航空航天、發動機/組件制造、醫療、工模具中的隨形冷卻鑲件、珠寶和首飾業等。該公司展出的M2 Cusing是世界首套能應付鈦合金、鋁合金等反射性金屬材料的激光3D打印的設備。

　　北京恒尚科技有限公司展出了代理的EOS M400，主要用于精密金屬部件、防火部件直接制造，產品外觀設計認證，人體植入物、牙齒、顱骨修復物、假肢等。

　　2. 非金屬材料增材制造機床
　　本屆展覽會上，更多的參展商展出的是非金屬材料增材制造機床。
　　武漢華科三維科技有限公司推出了HK各類系列設備。
　　杭州先臨三維科技股份有限公司展出了Einstart-S和Einstart-L桌面3D打印機。
　　香港寶力公司展出了代理的FDM系列設備和Polyjet系列設備。
　　北京上拓公司展出了代理的多款非金屬材料增材制造機床。
　　（全文完）