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　　航空航天和医疗行业对金属零件的使用都有着较高的使用标准，金属3D打印制造的零件表面质量往往达不到最终的使用要求。

　　随着航空 航天领域发动机、燃气轮机部件所需要的叶盘、光盘、涡轮叶轮等金属部件向高强、高硬、高韧方向发展，机械产品中复杂整体构件日益增多，去毛刺的难度也随之增大。

　　在医疗行业，3D打印已越来越多的用于生产髋关节和脊柱关节定制金属或 PEEK植入物。 金属 增材技术的优势在于允许更快的设计迭代，通过拓扑优化最大限度减少重量，并允许可定制的植入物符合患者的解剖结构——达到改善骨整合的主要目标。但不佳的表面质量却成为 影响骨整合的重要因素，例如：

　　零件几何形状（和材料）可产生均匀的负载分布，避免随着时间的推移，零件的特定区域出现孤立负载，从而导致零件故障。

　　传统去毛刺作业很难满足上述发展中对去毛刺的要求，于是各种机械化、自动化去毛刺新技术、新工艺应运而生。在《》一文中，3D打印技术参考已经介绍了各种零件后处理手段。高精密电化学加工作为高刚硬金属领域的特种加工磨削与切削、去毛刺、抛光以及表面精密处理的方法，以小博大，以柔克刚，在航天航空领域得到又快又广的应用，助力人类将航天宏图化为正在实现的梦想。该技术能够缓解大批量增材制造零件的一些制造挑战，提高较大体积的金属零件的分辨率和表面质量。

　　精密电解加工（PECM）是一种非接触式、非热材料去除工艺，它利用电化学（而不是摩擦或热）来去除工件材料。该工艺在工具（阴极）和工件（阳极）之间的微小间隙内冲洗带电电解液，工具和工件的接近程度与工件的去除率相关。为此，阴极的形状与工件上所需的几何形状相反。

　　这种电解液同时执行两个关键功能。首先，它充当发生电化学反应的导体。其次，流体充当冲洗剂，去除反应中残留的废物，并消除任何可能影响电解质局部电导率的残余热量。

　　该工艺的独特性质赋予其独特的优势。例如，该工艺能够同时进行机械加工和精加工，因为缺乏热量或接触消除了与其他工艺相关的任何表面不规则的可能性，例如打印的层纹或毛刺。

　　由于不存在热量或接触，该过程还可以在很大程度上消除工具磨损。因此，精密电解加工非常适合使用单个定制阴极来串联加工大批量零件。

　　精密电解加工主要用作能源、航空航天和医疗器械行业复杂金属部件的后处理加工，通常加工最初为棒料或近净形状的工件。然而，该工艺也可以用作增材部件的二次加工或后处理操作，其独特的功能对于增材医疗植入物尤其有利。

　　以医疗为例，利用现代增材技术，工程师和外科医生可以生产出一种零件，该零件可以同时最大化植入物和椎骨终板之间的接触面积（均匀分布负载），同时避免植入物太大而影响患者的活动能力。2022年加拿大的一项研究提供了这一点的证据，评估了定制3D打印和传统加工脊柱融合器各自的负载分布，最终发现与患者解剖特征相匹配的定制制造的融合器具有更好的功能、耐用性和骨整合。

　　在航空航天制造领域，定制化主要体现在极小批量零件的生产上，借助拓扑优化大量减除零件质量，可以大幅提高整体效益。 然而，尽管有这些好处，增材制造仍具有固有的局限性，可能会破坏制造这些零件的经济性及其功能，而其中许多限制都集中在表面质量上。

　　然而，现代增材技术有很大的局限性。如果没有二次加工过程，它无法在大多数医疗设备部件上产生超精加工的表面质量。表面不规则的一些原因可能包括层纹本身、重新熔化的材料、支撑结构残余物或粉末颗粒。此外，大多数增材制造工艺无法在某些特征上实现足够的分辨率。

　　当金属增材制造商利用更大的粉末、更快的激光扫描策略、更大的层厚或更快极的铺粉速度来降低大批量零件生产的成本时，这些限制会进一步加剧。

　　局限性也可能是特定于该部位的，例如前面提到的腰椎椎间融合手术中使用的脊柱笼。虽然融合器的某些方面必须具有多孔的表面，但其他方面必须具有更光滑的表面质量，而这些组合特征对于增材制造工艺来说可能难以以更高的零件体积生产。

　　幸运的是，精密电解加工可能能够缓解许多这些限制，充当大容量金属增材制造零件二次加工和精加工的后处理手段。

　　首先，精密电解加工可以作为二次加工操作，使增材零件能够实现更高的分辨率，尤其是在薄壁和下表面等困难特征上。由于大多数金属增材工艺只能实现约0.3-0.5mm的最小壁厚，定制工具可以轻松将壁厚减小至100µm。

　　此外，根据Voxel Innovations的数据，精密电解加工可以将金属3D打印零件的表面质量从5-10µm的粗糙度提高到小于0.5µm，甚至达到0.1µm。该技术 通常也比传统工艺更快，并且可以复制这些薄壁、高分辨率的特征数万次，而不会导致工具磨损。

　　由于该工艺优先考虑给定材料的导电性而不是其硬度，因此精密电解加工能够加工金属增材中常用材料的复杂特征，如钴铬合金和钛合金。 精密电解加工可以实现高分辨率、高表面质量的特征，能够消除毛刺、层纹或表面不规则现象，并且能够同时进行精加工，从而节省制造商的时间。 它还可以利用定制阴极来选择性 的 完成增材制造医疗部件的 后加工 。

　　尽管金属增材工艺呈指数级增长和普及，并且在航空航天和医疗器械市场中的应用不断增加，但制造商仍应注意其局限性。因此，他们应该考虑一种替代后处理技术，可以补充增材制造的优势并减少其劣势。脉冲电化学加工(PECM) 可能是一种能够提高零件分辨率并在大量零件中创建超精加工表面的有效手段。

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