目前， 激光技術(shù)正愈來(lái)愈多地作為生產(chǎn)工具被得到廣泛應(yīng)用，并已滲透到生產(chǎn)工藝的各個(gè)方面：激光測(cè)量、激光切割、激光輔助切削（混合加工）、激光打標(biāo)、激光焊接、激光淬火、激光打孔、激光雕刻、激光微加工和激光熔融（3D打印）等等，激光技術(shù)已深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。

　　近年來(lái)，3D打印——“增材制造”技術(shù)成為了工業(yè)部門競(jìng)相開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的重點(diǎn)技術(shù)。“增材制造”是按照分層堆積制造原理，把三維生產(chǎn)任務(wù)簡(jiǎn)化為多個(gè)二維生產(chǎn)工序（即橫截面制造工藝），從而能為設(shè)計(jì)和造型提供無(wú)限的自由度，由此制造出幾何形狀十分復(fù)雜的任何構(gòu)件。這種不用刀具的生產(chǎn)工藝，是以十分精確的物理模型復(fù)制成具有復(fù)雜幾何形狀的構(gòu)件。在復(fù)制時(shí)，制造費(fèi)用和制造時(shí)間與構(gòu)件的復(fù)雜程度無(wú)關(guān)。

　　激光選區(qū)熔化這種“增材制造”技術(shù)已逐漸成為模具、飛機(jī)和汽車等行業(yè)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的重點(diǎn)。在模具行業(yè)，利用激光熔融工藝來(lái)制造幾何形狀復(fù)雜、而用其它工藝又十分費(fèi)時(shí)或無(wú)法制造的構(gòu)件，如在模具型芯中可以設(shè)置貼近任意輪廓表面的冷卻通道。在飛機(jī)工業(yè)和汽車制造業(yè)利用激光熔融技術(shù)來(lái)制造輕型構(gòu)件。在刀具和工具行業(yè)則用來(lái)制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的刀具和夾頭。Mapal 公司于2013年開(kāi)始激光熔融工藝的開(kāi)發(fā)，并與Concept Laser公司合作，在2014年利用激光熔融工藝制造鑲片內(nèi)冷卻麻花鉆頭QTD系列（圖1）、液壓膨脹夾頭和外圓鉸刀。

　　圖1 采用激光熔融工藝成批制造鑲片內(nèi)冷卻麻花鉆頭的刀體，在Concept Laser 公司的M1 cusing 設(shè)備上一次可制造100-121 個(gè)刀體。

　　鑲片內(nèi)冷卻麻花鉆頭的直徑范圍為8-12mm。以往鉆頭的內(nèi)冷一般是在鉆芯通過(guò)中央冷卻通道，在靠近鉆頭端部處通過(guò)叉形通道將冷卻液輸送到切削刀刃上。這樣的中央冷卻通道，會(huì)使鉆芯的強(qiáng)度變?nèi)酰率辜庸げ环€(wěn)定。另外，由于這種冷卻通道的直徑較小，輸送到切削刀刃上的冷卻液流量也較少，影響到冷卻效果?，F(xiàn)在通過(guò)激光熔融工藝制造的鑲片內(nèi)冷卻麻花鉆頭，兩個(gè)冷卻通道是平行于螺旋槽，這就提高了鉆芯的穩(wěn)定性。在這里，其冷卻通道形狀與圓形還稍有不同，呈一種三角形橫截面（圖2），這不僅有利于提高平面慣性矩，還有利于提高冷卻液流量，其流量要比圓形冷卻通道提高30%。而這種三角形橫截面的冷卻通道用常規(guī)工藝是制造不出來(lái)的。

圖2 鑲片內(nèi)冷卻麻花鉆頭，其冷卻通道形狀呈一種三角形橫截面。

　　新的鑲片內(nèi)冷卻麻花鉆頭是按混合制造方式來(lái)制造的，也就是由常規(guī)加工工藝（銑削、車削等）和激光熔融工藝相結(jié)合來(lái)制造鉆頭。由于刀柄結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，故采用常規(guī)的切削加工來(lái)制造，再在這個(gè)刀柄的基礎(chǔ)上通過(guò)激光熔融工藝制造出鉆頭復(fù)雜的刀體部分，這樣的混合制造可以顯著提高制造過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。

圖3 采用激光熔融工藝制造的液壓膨脹細(xì)長(zhǎng)桿夾頭。

　　Mapal公司采用激光熔融工藝制造的另一個(gè)新產(chǎn)品是細(xì)長(zhǎng)桿液壓膨脹夾頭（圖3）。傳統(tǒng)的液壓膨脹夾頭的優(yōu)點(diǎn)是有很好的吸振阻尼作用，并具有很高的回轉(zhuǎn)精度和高的重復(fù)精度，無(wú)需維護(hù)（因是一個(gè)液壓閉環(huán)系統(tǒng)），此外還具有操作簡(jiǎn)單和無(wú)需外圍設(shè)備等其它優(yōu)點(diǎn)。但是，這種夾頭的兩個(gè)主要構(gòu)件（夾頭基體和薄壁膨脹套）是通過(guò)釬焊來(lái)連接的，釬焊部位的強(qiáng)度要大大低于基體和薄壁膨脹套的強(qiáng)度，這就成為夾頭的薄弱環(huán)節(jié)，并由此影響到夾頭的耐熱性和扭矩的傳遞。根據(jù)Mapal公司的資料，這樣的夾頭，其工作溫度只能限于50℃。

　　而液壓油的膨脹系數(shù)是鋼的50倍，當(dāng)工作溫度提高時(shí)，一方面會(huì)提高夾頭的夾持力，但是，另一方面這也存在使夾頭失效的可能。因?yàn)椋捎谳^高的壓力會(huì)使釬焊部位發(fā)生破裂，也就使夾持力瞬時(shí)消失。釬焊連接的問(wèn)題，以及由此產(chǎn)生的夾頭使用局限性，促使Mapal公司應(yīng)用激光熔融工藝來(lái)制造一個(gè)整體的液壓膨脹細(xì)長(zhǎng)桿夾頭（圖4），以提高液壓膨脹夾頭的耐熱性（在170℃的工作溫度下能可靠工作）和扭矩的傳遞。

圖4 整體式液壓膨脹夾頭，這樣的夾頭，膨脹套與刀夾基體之間沒(méi)有釬焊連接。

　　像Schunk公司應(yīng)用激光熔融工藝來(lái)制造夾爪，大眾等汽車廠家則用來(lái)制造輕型構(gòu)件等。

　　激光熔融的“增材制造”技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)過(guò)去用常規(guī)工藝難于制造或無(wú)法制造的構(gòu)件，在廣泛的工業(yè)領(lǐng)域推動(dòng)了工藝和產(chǎn)品創(chuàng)新。我們從眾多企業(yè)的創(chuàng)新活動(dòng)中，可以看出，企業(yè)要在國(guó)際激烈的競(jìng)爭(zhēng)中保持其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，勢(shì)必要在產(chǎn)品不斷開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，密切關(guān)注各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域里隨時(shí)出現(xiàn)的技術(shù)和工藝進(jìn)步，在這方面，近幾年來(lái)比較突出的是激光技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。