與傳統製造工藝相比，AM可以實現更複雜的幾何設計，並優化冷卻液供應、減振、輕量化和拓撲優化等功能。本文探討了AM技術在切削工具中的應用潛力，回顧了相關的研究進展和工業實踐，強調了未來研究方向及其對工業應用的意義。

全球機械加工市場的規模持續增長，2023年達到3790億美元，其中機床產值占886億美元。加工工藝，如車削、銑削等，廣泛應用於汽車、航空航天、國防、醫療等領域。儘管這些技術已有悠久的歷史，切削工具仍不斷創新，特別是隨著數位解決方案、工藝監控和新材料的出現。積層製造作為一種突破性的技術，正在進一步改變切削工具的設計與應用。

為切削工具設計帶來了前所未有的設計靈活性

積層製造技術（AM）尤其在優化幾何結構和材料屬性方面展現出顯著潛力。以下是AM技術在切削工具中應用的四個主要領域：

1. 冷卻與冷卻液供應:AM技術允許設計更複雜的內部冷卻通道，使冷卻液更有效地到達切削點，從而改善散熱效果，減少刀具磨損並提高切削效率。這種設計對於加工高強度合金或難加工材料尤為重要。

2. 減振與振動行為:在切削過程中，振動會影響加工精度。AM技術通過設計內部減振結構或使用不同材料層來降低振動，提升加工的穩定性和精度，特別適用於高速或精密加工。

3. 輕量化設計與拓撲優化:輕量化設計可以減少切削工具的重量，降低機床負載並提高運行效率。AM技術結合拓撲優化，能設計出使用最少材料但保持高剛性的工具結構，節省材料成本，並提升更換工具的靈活性。

4. 功能整合:AM技術允許多材料打印，讓工具同時具備耐磨和減振等功能，減少了對多工具的需求，並提升生產效率。這些功能可以根據加工需求進行定制化設計，延長工具壽命並提升生產效益。

科學研究與工業應用

雖然積層製造技術在切削工具領域展現出巨大的潛力，但工業應用面臨挑戰，如高生產成本和批量生產的限制。然而，隨著技術進步，這些問題正在逐步解決，越來越多企業開始測試並採用AM製造的切削工具，顯著提高了特定場景下的加工性能。

積層製造技術為切削工具設計和性能優化提供了全新的視角，特別是在冷卻液供應、減振、輕量化和功能整合方面展現了顯著的潛力。未來的研究應集中於解決目前AM技術在切削工具應用中的瓶頸，如生產成本和工具壽命問題。隨著技術的進一步成熟，AM技術有望成為切削工具設計與製造領域的重要推動力，並為工業生產帶來更多的創新機會。