增减法制造如何结合促进航天发展
几年前，当通用电气制造出一款燃料喷嘴时，制造业发生了戏剧性的转变前沿航空推进(LEAP)喷气发动机．一个过去由20个组件组成的组件被生产出来增材制造(工业级3D打印)在一个单元中，喷嘴的重量减少了大约25%。这在重量极其重要的行业是一个巨大的突破。从那天起，关于增材制造的话题就一直不断。虽然利用新技术和制造方法对企业来说是关键，但同样重要的是，企业要明白，他们也应该考虑使用传统的制造方法，工艺也在不断改进和先进，以生存下去工业4.0的兴起．
这种数字化的巨变为传统的制造方式注入了新的生命。因此，公司的采购团队现在可以利用新技术，如增材制造和软件驱动的自动化“传统”方法，如数控加工，利用工业4.0的力量。这种组合可以帮助缩短开发时间，并以前所未有的速度交付组件。
工业4.0对制造业的影响
这不再只是一个时髦的短语。工业4.0——制造业技术中的自动化和数据交换的名称——已经成为现实。从历史上看，工业的发展从水力和蒸汽动力，到生产和流水线，再到数字化和机器人技术，再到我们现在的数据和连接时代。研究表明，超过三分之一的制造商预计工业4.0将在未来五年推动20%或更多的收入增长。预计这些制造商中有一半希望通过工业4.0的自动化方法降低成本并提高20%的效率。
工业4.0的自动化和连通性是强大的，它将有助于推动传统制造方法，如数控加工，在生产中更经济。因此，在我们这个新的互联世界中，利用传统方法和新制造技术可以帮助缩短开发时间。
自动化加工找到了归宿
虽然有许多不同类型的数控机床——从金属和塑料材料中减法切割零件——但市场上的大多数机床都是立式铣床和车床。具有复杂几何形状的零件可以使用3轴和5轴机床制造，也可以在高速车床上加工。航空航天工业大量使用特种金属以及标准铝、钢和钛制造的零件加工。随着航空航天和国防工业的需求日益增长，对于大型原始设备制造商(OEMs)的质量和按时交付也有同样的需求。
虽然数控加工被归类为一种传统的制造方法，但在Protolabs，它已经被自动化(读作:重新发明)，拥有大量产能和高度复杂的软件，可以直接与工厂网络通信。这些工厂的燃料是30多种工程级的塑料和金属材料，适合航空航天工业。
增材制造在哪里适用?
大量的增材制造方法可以用于航空航天应用的开发，但没有一种能像金属3D打印那样带来如此多的冲击直接金属激光烧结．这种工艺是一种工业3D打印方法，它能以比传统方法(如压铸)快得多的速度构建全功能金属组件。最后，一系列金属材料可以生产出能够很好地用于最终用途的最终部件。
DMLS机逐层烧结。支撑结构被烧结到制造板上，然后零件本身被拉到金属粉末层上。每一层粉末是微焊接和构建平台向下移动，允许一个重涂器叶片沉积下一层粉末进入惰性构建室。这个过程将重复，有时要重复数千次，直到构建完成。
大量的工作是在构建过程中对dls部件进行后期处理。零件将经过热处理，从搭建平台上移除，移除支撑结构，然后按客户要求完成。最后一部分将以接近100%的密度交付。
DMLS改变了生产级材料的原型设计、开发复杂的最终用途部件以及减少航空航天组件的数量。
加性+减性=开发速度
对于任何公司来说，同时实施增材制造和数控加工都是有益的，有时在他们正在进行的项目中相互结合。
例如，在某些情况下，从遗留材料的角度考虑制造方法可能是有意义的。如果在您的组装中有一个组件，是出了名的难以加工，并需要一大块材料，它可以考虑添加制造。换句话说，你可以把它看作是“地板上的薯片”。任何时候，当你把大量昂贵的材料从一个实体块加工成一个零件后，你就增加了与该零件的开发和组装相关的固定成本。加法也适用于更复杂的部件。
反之亦然。简单，容易加工的零件可能会花费更多的3D打印，所以他们应该继续被加工。但将这两种技术结合在一起可以降低相关成本，并减少在开发过程中等待铸件或传统机械加工的时间。
最终，对于航空航天来说，自动化和数据的使用正在改变我们看待传统制造方法的方式。这些“传统”方法的进步，加上增材制造等新技术的采用，使航空航天和其他行业以前所未有的速度发展。
布兰登·马库斯(Brandon Marcus)是Protolabs航空航天与国防业务发展经理。他在Protolabs工作了五年多，管理着该公司一些最大的航空航天和国防承包商。在加入Protolabs之前，他在听力仪器行业工作了几年，并担任明尼苏达州国民警卫队的一员。他拥有国际商务、市场营销和经济学学士学位。