综述：从CAD到CNC：一种基于刀具路径的聚合物混合增材-减材制造框架

《Next Materials》：From CAD to CNC: A toolpath-driven framework for hybrid additive–subtractive manufacturing of polymers

　　

摘要

混合增材-减材制造技术通过结合几何设计的自由度与数控加工所具备的尺寸精度和表面质量，为克服单一增材制造和减材制造存在的固有局限提供了一种有效方案。尽管基于金属的混合系统已取得显著进展，但鉴于工业界对高精度、高性能聚合物部件的需求不断增长，基于聚合物的混合制造技术仍相对较少被研究。本综述从路径驱动和数字化集成的角度，对基于聚合物的混合制造技术进行了系统性分析。通过系统的文献筛选方法，共分析了约210篇相关文献，最终选出114篇经过同行评审的研究成果，这些研究涵盖了七个不同主题类别。文中重点探讨了PLA、ABS、PETG、PC、PA、PEEK、光敏聚合物以及纤维增强复合材料等工程聚合物的加工性能与表面完整性，同时还涉及了混合路径规划、切削余量管理以及CAD-CAM-CNC系统间的互操作性问题。此外，人工智能、数字孪生、基于传感器的监测技术以及自适应工艺控制等新兴技术也被视为推动下一代混合制造系统发展的关键因素。基于所发现的科研空白，本文提出了一种基于路径驱动的闭环集成框架，该框架可将设计、增材沉积、减材精加工以及实时反馈功能整合到同一个网络物理制造环境中。研究结果表明，实现增材制造与减材制造路径的无缝集成、开展智能工艺优化以及建立标准化的质量评估体系，是推动聚合物混合制造技术向可工业化应用、数据驱动且可持续发展的智能制造方向迈进的关键所在。

Md. Rezwan Munshi|Dr. Md. Merajul Haque|Dr. Prianka Binte Zaman