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对于模具供应商而言，线切割加工有助于简化填料(在已有冷却线内部“生长”的填料物)的生产。

对于最终用途的零件来讲，增材制造技术可以说仍处于起步阶段，但这并没有阻止Linear模具与工程公司开展研究的步伐。在过去近十年的时间里，该注塑模具制造商通过从头开始在直接金属激光烧结(DMLS)机床上建造填料物，始终致力于创建复杂的内部冷却通道，这些随形冷却通道沿型腔和型核的轮廓蛇行，确保在整个制模周期内的温度保持恒定，以加速生产、提高产品质量以及降低成本。

然而，直到最近，该公司的随形冷却填料物的生产遇到了重大生产效率瓶颈的限制。通过释放DMLS设备所需的全电势，添加一个补余过程，它同样以创建几何形状(采用别的方式无法做到)而著称。但在这种情况下，机加工车间正利用线切割的严格精度，以获得相对基本的支撑作用：将填料物从底板中移除，并将其精加工到应有的尺寸。

据模具及制造新业务开发主管Lou Young称，采用EDM来执行此项作业，可省去了锯、手动研磨和铣削操作。反过来，这样做可以把机加工车间内的操作人员和机床从繁重的劳动中解放出来，从而提升生产效率。其他一些好处包括：DMLS的速度更快，紧密度容限更高。

图1 这是个随形冷却通道的例子，对于这种生产枪托中使用的特殊填料物来讲，一旦作为滑道使用，由超温导致的扭曲经常会使产品无法使用，通过采用DMLS来创建与随形冷却通道相配的零部件，可减少循环时间，并使零件的一致性更强

有利可图的市场

Linear模具与工程公司在密歇根州利沃尼亚创立之后的两年(也就是2005年)投资购置了首台DMLS机床，成长为汽车工业的快速模具制造商，这些系统采用了光纤激光来熔化连续层中的金属粉末， 它基于零件断面的切片(直接取自一个3D的CAD模型)。设备被放置在23 000 ft2(1 ft2=0.093 m2)的通用加工部门中，该生产设施的大部分时间都在为航空航天和医疗行业客户生产功能样机所占据。不久以前，公司还运用DMLS，为调整机床生产随形冷却填料物(在整体业务中占据85%的比例)，同时，公司还在另外一个21 000 ft2的工厂内生产容量相对较低的注塑模具。

然而，对于这项技术，最有希望的增长领域与公司自身的刀具或金属3D打印样机之间毫无关联。其他模具制造商正逐步利用Linear公司的能力和技术专长，以帮助自己的客户获得随形冷却通道方面的回报。据Young称，这些车间解释了为何在过去的两年时间内，配备随形冷却通道的填料物销售业绩增长了约20%，其增速超越了任何其他的增材制造工程。

在同一时期内，公司通过投资4个辅助系统，使自身的激光烧结能力增加了一倍多，新的增材制造技术成就了总计7台机床，它们分别是M270s和M280s，两者均来自北美，以及一台来自SLM Solutions公司的选择性激光熔化设备。据Young称，机加工车间计划于今年再安装两台机床。

图2 用带锯将DMLS零件与支承板锯开将会留下残余的蜂窝状支撑结构，从图中可以看出

互补过程

Young表示，辅助设备已帮助公司跟上市场需求，同时，不断增长的随形冷却填料工程量将工艺流程效率低下的现状展现出来，引发业界的进一步关注。DMLS工艺在支承板上逐层建立零件模型，支承板必须在以后拆除。带锯被证明足以快速且轻易地切掉支承板，但做不到干净彻底。要想彻底清除带据切割支承板留下的蜂窝状支承结构，需要采用便携式研磨机，对零件表面进行打磨。然后，需要在工具间采用三轴VMC，对新暴露出来的表面进行精加工。带有弯曲或复杂剖面形状的填料物则需要采用另外一台加工设备，以确保模具范围内的配合适当。

随着工作量的增加，因附加步骤造成的延误和调度困难变得越来越难以管理。大约八个月之前，公司安装了一台MV2400-S，它是首个线切割设备。Young总结了新添加设备的各种好处：合并操作。不同于带锯，EDM的精度足以清除所有的支撑结构，并采用一个单通道，磨光零件的表面，在必要的时候，它还会将填料物从底板中移除之前，执行填料物旁的仿形切削操作。

使用EDM来执行这些操作可消除需要等待使用带据或铣床的烦恼，作业调度也会变得更加容易，因为可以将这些机床花在填料物的时间调用给其他作业。对车间人员也是同样的道理，他们可以集中精力做些类似打磨的作业，而不是手里拿着带据或做一些费时间的手工打磨作业。

DMLS的一个优点是：机床可在一个单支承板上构建多个零部件，由于添加了线切割，机加工车间正在实现类型的诸多下游好处，带锯或VMC每次仅可容纳一个支承板，而MV2400-S可以容纳5个。因此，EDM不仅可以巩固单个机床上的仿形切削和挡板，也可以在每个设置中，执行相当于以往工艺流程5倍的作业量。

以前，需要对DMLS机床进行编程，以留出大约5 mm的附加材料支架，以便带锯将填料物从底板中分离。相比之下，EDM采用了0.012 ft的线，仅需2 mm的材料，由此形成使DMLS循环大约加快10%～15%的零件建造能力。

采用VMC，机加工车间可对更复杂的填料物侧边进行仿形切削，实现±0.0005 ft的公差容限。相比之下，MV2400-S则可实现±0.002 ft的公差容限，这个精度可最大程度减少型腔和型核室内滑动配合所需的定位和拟合作业。

据总经理Mike Misener称，与公司测试的其他机床型号相比，当遇到残留在DMLS建造的零件内空区的粉末材料时，MV2400-S的切削速度更快，线的断裂概率更低。他将后面这个好处归功于机床的冲洗能力以及供电。他补充道：“当线确实断裂时，自动绕线机被证明在可靠性方面特别给力。”

图3 尽管这个特殊设置值仅牵扯到DMLS零件的一个底板，但机床能够适应多达5个零件，这对熄灯作业来讲也是个主要获益点

展望未来

从历史上看，Linear公司曾将传统应用场合所需的线切割作业转包出去，将这项作业在公司内部消化可在新效率方面迈进一步，其原因在于：公司不再担心供应商的作业时间表问题。当公司购置EDM时，其主要目的仍然是为DMLS机床提供支持。据Young称，此应用也是机加工车间计划在不久的将来再至少添置一台线切割机的主要原因。

毕竟，MV2400-S只能支持车间内7台DMLS系统中5台的工作量。他说道：“只要随形冷却通道的市场需求继续增长，就存在着获得额外增材制造能力和互补EDM设备的可能性，这个部门的业务继续增长，那么，整个公司的业务也会随之增长。”