第12章：立体制造

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“先别管那个矿井温度的事情了，还有个事情。” 陶得材对段驻说。

段驻说：“其他还有什么事情？”

陶得材说：“需要加快建造速度了。你看你们能不能想出来什么办法。”

段驻说和他两个朋友讲讲。

段驻说：“现在不能用引力石来加工零件了，得用原来的技术。”

孙实记说：“原来的技术？我们现在技术水平也不高，怎么研究出来新的技术？”

吴田说：“原来哪些技术可以加快制造速度？”

段驻说：“比如使用多自由度机床，使用多组刀具。”

“机械加工厂愿意辅助我们。他们可以提供制造数控机床的设备，只是原来使用的数控机床使用时间长，比较可靠，所以没有研制新型设备。现在新城建造需要的话，可以设计和制造一些。”

吴田说：“原来我们设计的那些数控系统呢？是否可以用上。就是利用电脑来代替计算机数控装置，在电脑上编程转换为数控语言。”

段驻说：“好吧，我们都试试。走，到机械加工厂。”

陶得材见他们过来，出门迎接。“很高兴见到你们，你们过来，是有新的主意了吗？”

段驻说：“我们打算设计个多角度加工设备。需要你们提供一些材料。”

陶得材说：“怎么个多角度法？”

段驻说：“就是使用多个刀具、多个机械臂，从多个角度，同时进行多工艺加工，缩短时间。”

吴田说：“为什么这次赶得这么急？建造新城时间短？”

陶得材说：“现在发现柱矿的含量正在逐渐的减少。已经是超过了开采的速度。”

“听说是砺城的矿山中柱矿是流动的，再过一段时间，柱矿就流动到其他地方了。”

吴田说：“啊，这柱矿是成精了吗？还能跑动？”

陶得材说：“和地壳运动有关吧，地壳向上运动，把矿带到离地面近的地方。地壳向下运动，把矿带到更深的地方。地壳平行运动，把矿带到距离城市更远的地方。”

吴田说：“这运动的也太快了。”

陶得材说：“可能是其他原因吧。现在要先建造城市核心，它包括原料处理系统，加工系统，建造系统。它用来建造其他的建筑物，路面，桥梁。听说负责城市核心建造的公司内部出现分歧，如果短时间内不能建造出来，建筑物不能交付使用，没有办法再盈利。有的说要稳定建造，有的说要加速建造，有的说要遵循绿色建造理念。”

段驻说：“其实我们这种方法加速建造，也是遵循绿色建造理念的，并行制造，节省了物料。”

陶得材说：“怎么并行制造？”

段驻说：“毛坯1、2、3可以制造多个零件，而不是像原来那样，一个毛坯制造一个零件。这些毛坯先进行规划，在计算机软件中把多个零件外形放置进去，A体积大，BC体积中，D体积小，毛坯1的体积比较大，毛坯2的体积小一些，毛坯3的体积最小。那么毛坯1放入零件ABC的外形，毛坯2放入零件ABD的外形，毛坯3放入零件BC的外形。或者毛坯种类更多，毛坯1最大，毛坯5最小。毛坯1放入零件ABCD的外形，毛坯2放入零件ABC的外形，毛坯3放入零件ABD的外形，毛坯4放入零件BCD的外形，毛坯5放入零件BD的外形。”

总之，根据已有的毛坯的体积和需要制作的零件的体积，来分配，哪些毛坯用于制作哪些零件。

就好比有同样数量的盒子。可以放置很多个零件，用一种方式来放置，有的盒子就比较空。那么使用另外一种方式来放置，可以少用一个盒子，就能够把所有的零件都放到盒子里。这个时候每个盒子的空间就充分利用了。

那么选择零件对应的毛坯也是同样的道理，就是可以早用一个毛坯，这样每个毛坯的材料也就充分利用了。

进行车削加工。圆柱体或者长方体四周的边角料可以利用。

进行铣削加工，平板毛坯周围的边角料可以利用。

进行立体零件加工，那么这个长方体四周的边角料，还有内部的边角料也可以利用，同时加工其他零件。

但是刀具的使用考虑的问题就比较多，比如原来进行车削加工，那么整个毛坯它是在旋转的。原来铣削加工、钻削加工，那么整个毛坯它是固定在工作台上的。同时铣削和钻削，两个刀具之间进刀和退刀时就不能相互碰到。

多个刀具在进行旋转加工的时候，那么角速度也是要基本相等，不能前后碰到。

小零件在加工的时候，要先进行其他部分的加工，最后再脱离大的毛坯。否则直接切割掉就没有办法固定。最后切割掉之前要用机械手抓住，然后放置在固定的位置。大的零件可以就在原来的工作台上加工，加工完之后放置在工作台上。

吴田说：“以后会有一种立体打印机吧，就是刀具和激光扫过去，这个立体零件也就出来了。它和3D打印机不一样，3D打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。用逐层打印的方式来构造物体的技术。”

有些3D打印机使用“喷墨”的方式。即使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上，此涂层然后被置于紫外线下进行处理。有些系统使用“熔积成型”的技术，整个流程是在喷头内熔化塑料，然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。有些系统使用一种叫做“激光烧结”的技术，以粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层，熔铸成指定形状，然后由喷出的液态粘合剂进行固化。有些系统真空中的电子流熔化粉末微粒，当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时，介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。

吴田说：“而我所说的立体打印机还是用多种刀具加上激光器来进行快速的扫描式的加工。”

陶得材说：“那么这个零件的中间部分怎么加工的？”

吴田说：“这个我就想到了引力石，它引导的光线好像是断断续续的。那么是不是可以让激光在某个点消失，在后面的某个点出现，切割加工中间的部分。”

陶得材说：“那是很久以后才研究的系统吧，目前我们先用这个思路来把加工厂的多轴数控系统改进一下。”

他们抓紧时间改进数控系统，制造装配式建筑本体和大量的螺栓螺母。