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日本两大机床巨头,正在把金属3D打印用在更赚钱的地方

来源:中日制造互联  作者:机床界   2026-03-30 阅读:660

金属3D打印,正在进入一个真正值得制造业认真重估的新阶段。

过去几年,这项技术最常被贴上的标签是「复杂结构制造」「未来工厂」「航空航天尖端应用」。外界关注的重点,往往也是「它到底能做出多复杂的零件」。

但从日本制造业一线企业最近释放出的信号来看,金属3D打印真正加速落地的突破口,未必首先来自那些最吸引眼球的复杂样件,而更可能来自一批更现实、更直接、也更容易算清经济账的工业场景:模具修复、局部堆焊、表面功能赋予、工序集约,以及替代越来越难维持的传统表面处理工艺。

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在2026年2月举行的「名古屋激光论坛2026」上,DMG森精机与山崎马扎克分别介绍了基于DED(定向能量沉积)方式的金属增材制造复合加工案例。两家日本机床巨头虽然切入点不同,但都指向同一个趋势:

金属3D打印,尤其是DED方式,正在从「展示技术前景」,

走向「解决工厂现实问题」。


为什么这一次,主角是DED

当前金属增材制造的主流路线,大致可以分为粉床熔融类工艺和DED方式。

前者更适合高精度、复杂内部结构的一体成形,因此长期以来在航空航天、医疗等高附加值领域更受关注。相比之下,DED方式的价值,并不完全在于「从零开始打印一个零件」,而在于「在需要的地方增加材料」,并且能够与切削、磨削等传统机加工工艺高度融合。

这也正是日本机床企业最擅长切入的方向。

对于制造现场来说,更关键的问题通常不是「能不能打印」,而是:

• 能不能减少工序?

• 能不能减少设备切换和搬运?

• 能不能缩短交期?

• 能不能把修复质量做得更稳定?

• 能不能在不推翻现有产线的前提下,创造新的效益?

在这样的评价标准下,DED的优势反而更容易被看见。

它可以在同一台设备上实现堆焊、切削、精加工的组合,特别适合大型工件、磨损部位修复、异种材料局部赋能,以及传统工艺中成本高、周期长、环保压力大的表面处理替代。

换句话说,DED并不是要取代整个制造体系,而是在现有工业流程里,找到最容易创造确定性价值的位置。

DMG森精机:真正先跑出来的,不是「炫技」,而是「修复」

在此次论坛上,DMG森精机最值得注意的地方,是它并没有把重点放在「造型自由度」上,而是把DED的价值直接落在了生产现场的具体问题上。

其中一个代表性案例,是带罩叶轮。

这类部件内部存在封闭流道,传统切削加工难度很高。而采用DED与切削复合加工后,可以通过「先增材、再切削、再增材、再精修」的方式逐步完成制造。DMG森精机在会上介绍,这类应用中,部分案例的交期缩短幅度可达到 95%

这个案例说明,DED并不只是为了做「过去做不到的结构」,更重要的是,它可以与现有工艺协同,把原本高难度、长周期的加工任务重新组织。

但相比之下,更有产业现实意义的,是模具修复。


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据介绍,丰田集团曾将AM复合加工机用于四缸发动机压铸模具修复。传统流程中,模具需要在测量室和加工室之间反复流转,磨损部位通常要经历测量、切削、焊补、再修整等多个步骤,不仅耗时长,而且对作业人员经验依赖较高。

采用AM复合加工后,从测量、去除不良部位、肉盛修复到最终精加工,可以在一台设备内完成。

结果不仅是交期缩短,更关键的是修复质量波动下降,模具寿命也得到提升。论坛中介绍,该模具可稳定承受 20万次 冲压。

这带来的价值,显然不只是某一个零件加工效率的提升。

它真正改变的,是模具修复这类工艺对「老师傅经验」的高度依赖。对于正在面临熟练工短缺、技能传承压力加大的制造业来说,这种变化的意义非常大。

金属3D打印要真正进入核心零部件,关键不是「能做」,而是「能不能放心用」

金属增材制造能不能进入更广泛的工业应用,最核心的问题,从来都不是「能不能做出来」,而是「做出来之后,质量怎么证明」。

这一点,DMG森精机在论坛上的分享尤其值得关注。

根据介绍,该公司在质量保证部门内设有专门的计测分析中心,负责对增材制造部件进行材料分析和质量验证。会上披露的一组数据包括:

• 某DED案例中,空孔率降至 0.0008%

• 最大空孔尺寸为 33微米

• 在不锈钢与因科镍等异种金属接合测试中,拉伸试验的断裂位置并不在界面,而是在不锈钢母材一侧

• 通过X射线CT也确认内部未发现明显空洞

此外,该公司还提到,正在通过EBSD等手段对晶粒尺寸进行评估,以进一步理解材料组织与硬度、结合性能之间的关系。

这说明,金属3D打印的竞争,正在从「设备能做什么」,转向「谁能把工艺、材料、检测和质量说明整合成一套工业可信体系」。

对于真正面向量产、维修、关键零部件应用的客户来说,质量保证能力,往往比样件展示能力更重要。

山崎马扎克:把DED放进「减碳」和「工序重构」的框架里

如果说DMG森精机重点展示了DED在修复和质量控制方面的落地潜力,那么山崎马扎克的重点则更清晰地放在了工序集约和减碳上。

在论坛上,山崎马扎克介绍了自家数控车床刀塔部件联轴器的加工案例。

传统工艺中,这个零件需要经历切削、热处理、磨削等共计 11道工序,并动用 9台设备。而通过切削、AM与磨削一体化的复合加工方式,可以在 1台设备1个流程 中完成制造。

公司披露的数据是:

• 交期从 14天 缩短至 1天

• 整个工艺流程的二氧化碳排放量从 5.6吨 降至 3.0吨

这组数字很有代表性。

过去谈到金属3D打印,很多企业首先想到的是设备价格高、工艺复杂、能耗不低,因此很难直接把它与「低碳制造」画等号。

但山崎马扎克展示的逻辑并不是「3D打印本身更节能」,而是「通过工序减少、搬运减少、热处理减少、设备切换减少,从系统层面降低整体碳排放」。

这是一种更贴近工厂决策逻辑的说法。

对于越来越重视碳足迹管理的制造企业来说,DED方式不再只是一个新工艺选项,而可能成为重构流程、压缩中间环节的一种工具。


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比「打印新零件」更现实的爆发点,可能是「替代电镀」

山崎马扎克此次分享中,另一个非常值得关注的方向,是AM涂层替代电镀。

随着环保监管趋严,硬铬电镀等工艺承受的压力越来越大。与此同时,相关供应商减少、熟练工短缺,也让很多企业开始重新评估传统表面处理体系的可持续性。

山崎马扎克给出的答案,是通过激光AM方式,在工件表面直接赋予耐磨材料层,再结合精加工,实现电镀替代。

其案例包括机床主轴中的拉杆,以及半导体、锂离子电池电极制造过程中使用的工业辊。

在工业辊场景下,采用AM涂层替代电镀后,交期从 12天 缩短到 1天。对于这类大型部件来说,传统工艺中的吊装、搬运、等待外协处理,本身就是很高的隐性成本。

复合加工设备的价值,恰恰就在于把这些流程尽可能压缩。

更重要的是,山崎马扎克并没有把这类应用包装成「万能技术」,而是非常明确地把它定位为对现有制造痛点的替代方案:

• 减少特殊工业废弃物

• 缩短交期

• 降低总工序

• 同时满足耐磨需求

这也说明,金属3D打印真正开始商业化,不一定是因为它「更先进」,而是因为它在某些环节上,比传统方式「更省事、更稳定、更容易算账」。

两家机床巨头透露出同一个信号:DED开始进入制造业主流程

从此次论坛内容来看,DMG森精机与山崎马扎克虽然强调的重点不同,但共同释放出的信号非常清楚。

DMG森精机强调的是:

DED可以成为修复、异材接合、质量可控的工业工具。

山崎马扎克强调的是:

DED可以成为工序集约、电镀替代、减碳制造的一部分。

它们没有把金属3D打印描述成无所不能的未来制造方案,也没有把重点放在那些最容易吸引眼球的复杂样件展示上。

相反,两家公司都把论述重心放在更贴近生产现场的地方:

• 如何缩短交期

• 如何减少工序

• 如何稳定质量

• 如何替代越来越难维持的传统工艺

这或许才是金属3D打印真正进入产业化阶段的标志。

因为一项制造技术只有在工厂里能够回答三个问题,它才算真正迈过了从展示技术到生产技术的门槛:

• 为什么现在要用它?

• 用了之后具体能省什么?

• 质量风险怎么控制?


金属3D打印的下一阶段,不是更「炫」,而是更「实」

如果说过去的金属3D打印更多承载着「未来制造」的想象,那么现在,它开始越来越多地服务于「今天工厂的问题」。

模具修复、局部强化、异材功能赋予、表面耐磨层构建、工序压缩、大型零部件快速处理——这些方向或许不像航空发动机轻量化结构那样具备话题性,却更可能率先形成稳定订单和持续投资。

对制造企业来说,下一阶段真正值得关注的,未必是谁能做出更复杂的样件,而是谁能更快进入工厂的主流程。

从这个意义上说,DED方式的金属3D打印,已经不再只是展示技术想象力的窗口,而正在成为制造现场重构工艺流程的一种现实工具。

它距离大规模普及或许还有路要走。但可以确定的是,它已经从「可展示」走向「可落地」。

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