Thermwood 推出全新CLA大幅面层压增材工艺，显著降低近净形零件生产成本

2023年8月10日，南极熊获悉，Thermwood推出了一种新的增材方法——“切割层压增材/Cut Layer Additive”（简称 CLA），该方法使用价格较低的增材机器以低成本生产大型、近净形零件。与大幅面增材打印技术（如Thermwood 的 LSAM）不同，这种新工艺使用各种无法通过挤压打印的材料来制造大型零件。

切割层压增材部件与大型增材打印部件类似，因为它们本质上是分层制成的中空结构。然而，这些层不是打印出来的，而是从厚纸上切下来的。换句话说，它是增材制造技术 LOM（分层实体制造）系列的一个新子类别，是最早出现的增材工艺之一，但如今仅限于极少数公司和技术（如 Fabrisonic 的 UAM）。LOM技术的其他实验（使用 Mcor 的纸张和 EnvisionTEC (SLCOM) 的复合编织薄纱）都失败了。关于LOM技术的基本原理，南极熊此前也有过相关的介绍：揭秘分层实体制造技术——一种小众的3D打印技术-南极熊3D打印网 - 平台 (nanjixiong.com)

然而，这个过程可能非常适合大型零件。为了使其起作用，每个层都被分成两个或更多的段，然后可以相对高效地嵌套在任何可以加工的材料的板材上。一旦切割完成，层段将使用加工到段末的精密拼图接头重新连接。层间的销定位孔确保对齐，使装配准确且容易。

△层段的高效嵌套是降低切割层增材部件成本的关键

总体而言，切割和组装过程（最多）花费与增材打印同一零件所需的时间和劳动力相同的时间和劳动力。使用某些材料，它可以更快，有时快得多，而且材料成本可以显著降低。

这个过程的一个有趣用途是用多孔材料制造零件，将其加工成最终尺寸和形状，然后添加渗透性热固性树脂（例如环氧树脂），该树脂会渗透并硬化，从而产生大型热固性复合材料零件。Thermwood 使用这种工艺生产了12英尺长的航空航天工具，材料成本仅为 2,000 美元，比增材打印同一零件所需的时间还要短。

CLA技术还可以用金属制造零件，只要金属可以进行数控铣削即可。为了证明这一点，Thermwood 使用铝制作了一个大型航空航天装饰夹具。它的墙壁只有一英寸多一点厚，这意味着它使用的材料比任何其他制造方法都要少。

△使用约2000美元的材料制成的航空叠层工具，所需时间比同一零件的增材打印时间还要短

虽然想法很简单，但到目前为止，实现它几乎是不可能的。创建嵌套 CNC 程序来加工数百个单独的层段，每个层段都有多种加工要求，并且必须全部精确地啮合在一起，这是一项艰巨的编程任务。而这一切，只是为了制作一个零件。编程成本将超过任何可能节省的成本。

CLA 让您无需编程就可以运作。这是因为Thermwood 的新系统不需要编程，至少在通常意义上是这样。大约十年前，Thermwood开发了一种机器控制器，无需程序即可自行完成任务。如今，这种能力被称为“机器智能”。具体来讲，Thermwood不需要CNC 程序，只需告诉它你想要什么，向它展示形状，它就会实现想要的部件。

CLA 只需要基本形状的 CAD 文件。您可以通过向其发送所需零件的 CAD 文件（不是详细文件，而只是基本形状），它会假设这就是您想要的形状。然后你告诉它你想要如何制作。比如你想要使用的材料，你想要的墙壁有多厚，你想要在哪里分割层以进行嵌套，你想要多少装饰材料，诸如此类的事情。

这很简单，可以使用触摸屏在机器上完成。或者可以在办公室完成并发送到机器上进行处理。然后，机器会自动创建增材部件和制造它所需的层段，将它们嵌套在您的材料上，并创建一个内部多工具程序将其全部切割出来。整个过程相当简单，只需要传统方式编程所需时间和精力的一小部分。然后，机器将其切掉。

△使用CLA制成的铝制航空航天装饰夹具。虽然它看起来很坚固，但表面都只有一英寸多一点厚，这意味着它使用的材料比任何其他制造方法都要少。

逐步指导

智能机器在整个加工过程中为操作员提供逐步指导。它还知道如何在不移动的情况下切割长的薄层片段，即使它们是由无法真空固定的多孔材料制成的。

机器打印每个层段的信息，例如它所在的层以及它如何连接到其他段。这极大地简化了分类和组装。它还会在每个层段上打印二维码，以防您需要重新切割该特定部分。

精密接头、各层之间的销钉对准以及打印信息使组装变得异常快速和简单。将层连接在一起的方法有多种，包括粘合、螺钉、螺栓和铆钉，所有这些都由机器在加工层段时添加的功能支持。据悉，在开发Cut Layer Additive时制造的第一个环氧复合零件仅使用不到400美元的材料。

近10年的机器智能技术积累

Thermwood 于 2014 年售出了第一台使用机器智能的机器，因此该技术已经研究了近十年。该公司生产切割层式机器已有近五十年的历史，其中数千人在世界各地的工厂中可靠地工作。

Cut Layer Additive 将这两种经过验证的技术结合成令人兴奋的新产品。这样一个简单的想法，如果配合尖端技术，可能会对很多领域产生深远的影响。