奇迹 圣加仑
通过 IMPACT 4530，联合磨削集团开发了世界上第一台工业用途的“瑞士制造” 增材制造机床，而且恰恰是不起眼的圣加仑。这是如何做到的？
在圣加仑的 IRPD 开发中心，一台一尘不 染IMPACT 4530 在一个专门为其安排的 房间里整装待发。它已经有了一个传奇的 名声：世界上第一台工业级增材制造机床。 这里不会磨削工件，“制造”一词正好意味 着相反的意思。 “相较于通过机械加工从 固体块中去除材料的传统制造技术，这里 通过激光束熔化（LPBF 工艺）由金属粉末 逐部分、逐层添加来形成部件。” 联合磨削 集团业务发展及市场营销经理 Paul Kössl 解释说。
IMPACT 4530 的“脸”是一个几乎与人 同尺寸、采用友好直观设计的 54 英寸触摸 屏显示器。这个人机界面会传输安装在结 构空间内摄像头的微焊接过程的实时图 像，并将其与操作元件和工艺过程信息相 结合。通过 UNITED GRINDING Digital Solutions™ 将数据集成于 C.O.R.E. 操作 系统。 “对我们来说，一个重要的目标是以 用户友好的方式将 IMPACT 4530 集成至 高度自动化的设备网络，并实现与其他机 床的高效联网。” Kössl 表示。
激光之舞
IMPACT 4530 由两个分开的不同机器单 元组成。 安装在铸造机架上的具有热稳 定性和真空能力的机器核心、结构空间和 设计为焊接结构的供应单元实现了独立操 作和装载区域的概念。 结合气密性金属 粉末容器和组件的集成自动更换系统，该 机床可以在不接触金属粉末的情况下进行 操作。 当 IMPACT 4530 开展工作时，它会在 屏幕上呈现激光之舞，就像四束黄色的火 焰在一层金属粉末上留下圆圈、线条、棱角 和边缘。该工艺被称为 LPBF 工艺（激光粉 末床融合）中的金属粉末选择性激光熔化， 它用两台或四台功率各为 1000 瓦的工业 光纤激光器进行操作。
想法即刻变成现实
最后，板上竖立着一层层焊接在一起的金 属部件。金属粉末有不同的质量并可提供 钢、铝、钛和镍基合金以及特殊金属，正确 的选择和混合会对产品质量起到决定性的 作用。 3D 打印的一大优势在于可以快速 和低成本地实现富有创意的新想法，IRPD 增材服务与客户服务负责人 Michael Schneider 说。 “这必然会带来更好的部 件，从而产生更好的产品。” 除 Pascal Brunner、Kai Gutknecht 和 Alex Frauchiger 之外，Schneider 是自 2016 年以来在 IMPACT 4530 的开发中发挥关键作用的 专家之一。 为了从无到有地产生工件，所 需要的只是想要部件的 CAD 三维数据，而 打印机会从中提取层信息，Schneider 解 释说。 因此，偏转激光的时间表是由一个 镜面系统生成，该系统会逐点熔化各个层 以产生部件。
“3D 打印工艺可以创造出传统机械加 工无法实现的部件。”负责工艺和材料开发 的 Alex Frauchiger 说，而这也触及了使用 增材制造的最重要原则。该原则在于不去 复制传统工艺，而是重新思考部件本身，从 而实现增材制造的附加值。 “它总是始于分 析增材制造会在哪里确实会带来附加值。” 他解释说。这些可以是更快的生产、新功能 或综合特点。
3D 打印应对供应链问题
速度是很重要的一点，负责产品开发和 IMPACT 机械的 Pascal Brunner 对此很认 同。 “不需要为每项工作更换工具、夹紧新 毛坯件或设置机床。”他说。所需的只是包 含所有相关工艺数据的 CAD 三维软件文 件。由于省去了设置工作，IMPACT 可以在 几分钟内启动，并具有最高的灵活性。由于 这些优势，它适合快速生产各种复杂的部 件，从单件到批量生产——这不仅适用于 备件，也适用于标准生产和新品开发。 “通过定制的部件拓扑结构可优化机械 工程不同领域的各种流程和活动，因为工 具和部件的性能往往取决于其表面。”材料 专家 Frauchiger 解释说。因此，增材制造 可以有针对性地处理腐蚀和磨损保护、滑 动和润滑特性等特征，并使其符合客户要 求。此外，潜在的客户就像 IMPACT 的能 力一样多样化：传统的工作车间、汽车供应 商或航空航天工业。
创新氛围
恰恰是在不起眼的圣加伦，这个团队拥有 如此多的创新——这是如何做到的？首 先，IRPD 并不是一家寻常的机械制造公 司。 Lerchenfeld 大街上由大量玻璃和钢 铁建成的模块化建筑已显得卓尔不群，它 是一个创新中心和媒体总部，在该地区被 称为“起跑线”。机器像擦亮的展品一样站 立在这里，时不时地会有一位年轻工程师，将有机玻璃面罩板拉到脸上并开始工作。 这里的工作气氛极富感染力，每个人都有 投身于伟大事业的感觉。该公司起源于 90 年代圣加仑州际工程学院（ISG）、应用科学 大学和苏黎世联邦理工学院雄心勃勃的大 学项目“快速产品开发研究所”。 “如此近距离地体验研发和服务之间的 相互配合简直无与伦比。”Frauchiger 表 示。该团队自豪地展示了 IMPACT 4530 的两个前身机型，这两台机器仍然每天都 在使用，要么用于增材制造工艺的进一步 开发，要么用于部件生产。因此，全新 4530 是该机器的第三代产品，现在可以满足行 业的严苛要求。
圣加仑精神
这种大学创业精神是能够恰恰在圣加仑开 发世界上最具创新性机床之一的一大因 素，而这里距离宏伟的巴洛克大教堂只有 几公里之遥。另一个原因在于公司并入了 一个国际领先的机床制造公司集团。自 2019 年起，联合磨削集团成为了 IRPD 的 唯一股东，但双方在此之前也有长期的合 作。 “我们可以利用协同作用，无论是在专 业知识还是在能力方面，当我们寻求支持 时，我们会获得支持。”Michael Schneider 表示。例如，IMPACT 4530 是在圣加仑开 发，却是由兄弟公司 STUDER 在大约 200 公里外的图恩制造。另一方面，兄弟公司会 从 IRPD 的增材制造中受益。例如，新型 SmartJet® 冷却系统的喷嘴就是使用 3D 打印工艺制造。
在用户友好性、网络、智能数据处理和 自动化方面，客户也从协同效应中受益匪 浅： “IMPACT 4530 配备了 C.O.R.E.的硬 件和软件架构，因此与集团内所有其他品 牌兼容。”负责软件开发的 Kai Gutknecht 解释说。 “这里的团队与联合磨削有着良好 的合作，这是今天产生 IMPACT 4530 的主 要原因。”他补充道。点头，笑脸，好心情。 “ 最终受益的是客户，这是我们最大的成 功。”总经理 Erni 说，并带领大家走出 Lerchen 大街的“起跑线”，那里迎面就有圣加 仑的秀美山景，这里是通过 IMPACT 4530 产生小奇迹的地方——基于团队合作、知 识和信念，以正确的意愿实现非凡成就。