Provocările fără precedent cu care se confruntă industria de producție de astăzi se datorează cerințelor din ce în ce mai mari de la trei cerințe distinct diferite, și anume, (1) prelucrarea avansată a materialelor, (2) miniaturizarea componentelor și (3) prelucrarea formelor complexe. La acestea se adaugă eforturile de rutină pentru o productivitate sporită și o calitate îmbunătățită. Materialele avansate, datorită proprietăților lor termice, chimice și mecanice excepționale (cum ar fi rezistența îmbunătățită, rezistența la căldură, rezistența la uzură și rezistența la coroziune), oferă avantaje economice enorme industriilor de producție prin performanța îmbunătățită a produsului și designul produsului. Însă, proprietățile lor mecanice sporite fac ca procesele tradiționale de prelucrare să fie nepotrivite sau neeconomice pentru prelucrarea acestor materiale. De exemplu, în timpul șlefuirii tradiționale a diamantului policristalin, rata de uzură a sculei este de 50-200 de ori mai mare decât rata de îndepărtare a materialului de lucru. Costul suportat în prelucrarea ceramicii structurale (cum ar fi nitrura de siliciu) depășește adesea 50 % din costurile totale de producție în industria motoarelor (Kozak și Rajurkar 2000). Sunt necesare tehnici inovatoare de fabricație sau modificări ale metodelor existente pentru a aborda astfel de situații.
The unprecedented challenges faced by today’s manufacturing industry are due to the ever-increasing demands from three distinctly different requirements, namely, (1) advanced material machining, (2) miniaturization of components, and (3) complex shape machining. Added to these are the routine strive for increased productivity and improved quality. Advanced materials, owing to their exceptional thermal, chemical, and mechanical properties (such as improved strength, heat resistance, wear resistance, and corrosion resistance), offer enormous economic benefits to manufacturing industries through improved product performance and product design. However, their augmented mechanical properties render traditional machining processes unsuitable or uneconomical to machine these materials. For example, during the traditional grinding of polycrystalline diamond, the tool wear rate is 50–200 times higher than the work material removal rate. The cost incurred in the machining structural ceramics (such as silicon nitride) often exceeds 50 % of the total production costs in the engine industry (Kozak and Rajurkar 2000). Innovative manufacturing techniques or modifications of existing methods are needed to tackle such situations.

Pe lângă utilizarea materialelor avansate, tendința continuă de miniaturizare este o altă provocare pentru industria de producție. Miniaturizarea oferă mai multe avantaje. Micro-produsele și componentele ocupă mai puțin spațiu și consumă mai puțină energie și materiale. Pot fi mai ieftine. Subdimensionarea sculelor de tăiere este imperativă pentru prelucrarea acestor componente prin procese tradiționale, cum ar fi găurirea și frezarea, care necesită inevitabil utilizarea de scule mai dure și mai puternice decât piesa de prelucrat. Însă, subdimensionarea structurală slăbește scula și o face vulnerabilă la uzura rapidă a sculei și spargerile bruște. Re-ascuțirea acestor scule minuscule este o provocare, dacă nu imposibilă. Este de preferat să optați pentru procese de micro-prelucrare netradiționale/hibride pentru a prelucra componente micro-mecanice cu toleranțe strânse și calitate fină a suprafeței. Pe lângă materialele avansate și miniaturizare, cerințele stricte de proiectare cauzează și probleme majore în industria de producție. De multe ori sunt necesare forme din ce în ce mai complexe (cum ar fi o secțiune aerodinamică a unei pale de turbină, cavități complexe în matrițe și șabloane, găuri necirculare, mici și curbate) și o structură cu rigiditate scăzută. Prelucrarea tradițională este ineficientă în prelucrarea acestor piese. Procesele de prelucrare hibridă au adesea potențialul de a face față acestor provocări.
Apart from the use of advanced materials, the ongoing trend of miniaturization is another challenge posed to manufacturing industry. Miniaturization offers several advantages. Micro products and components occupy less space and consume less energy and material. They can be cheaper. Downsizing of the cutting tools is imperative to machine these components by traditional processes such as drilling and milling which inevitably require the use of tools harder and stronger than the workpiece. However, downsizing structurally weakens the tool and makes it vulnerable to rapid tool wear and sudden breakages. Re-sharpening of these tiny tools is challenging if not impossible. It is preferable to opt for nontraditional/hybrid micromachining processes to machine micromechanical components with tight tolerances and fine surface quality. In addition to the advanced materials and miniaturization, stringent design requirements also cause major problems in manufacturing industry. More and more complex shapes (such as an aerofoil section of a turbine blade, complex cavities in dies and molds, noncircular, small, and curved holes) and low-rigidity structure are often needed. Traditional machining is ineffective in machining these parts. Hybrid machining processes often have the potential to meet these challenges.

Potrivit Academiei Internaționale pentru Inginerie de Producție (CIRP), procesul de prelucrare hibridă (HMP) este un proces bazat pe interacțiunea simultană și controlată a mecanismelor de proces și/sau a surselor de energie/scule care au un efect semnificativ asupra performanței procesului (Lauwers 2011). Aceasta implică faptul că procesele constitutive dintr-un proces hibrid interacționează în aceeași zonă de prelucrare în același timp. În general, un proces de fabricație hibrid are prin excelență efectul „1 + 1 = 3” așa cum se menționează în (Schuh et al. 2009) și posedă unul sau mai multe dintre următoarele avantaje:

1. Îmbunătățirea capacității existente (de exemplu, o rată mai mare de îndepărtare a materialului)
2. Introducerea de noi capacități (de exemplu, EDM a ceramicii izolatoare)
3. Atenuarea problemelor predominante (de exemplu, prelucrarea cu descărcare electrochimică nu numai că reduce deteriorarea suprafeței la EDM, dar oferă și forme mai exacte decât ECM)
According to the International Academy for Production Engineering (CIRP), hybrid machining process (HMP) is a process based on the simultaneous and controlled interaction of process mechanisms and/or energy sources/tools having a significant effect on process performance (Lauwers 2011). It implies that the constituent processes in a hybrid process interact in the same machining zone at the same time. In general, a hybrid manufacturing process quintessentially has the “1 + 1 = 3” effect as stated in (Schuh et al. 2009) and possesses one or more of the following advantages:

1. Enhancing the existing capability (e.g., higher material removal rate)
2. Introducing new capability (e.g., EDM of insulating ceramics)
3. Alleviating the prevailing problems (e.g., electrochemical discharge machining not only reduces the surface damage of EDM but also provides more accurate shapes than ECM)

Procesele tipice de prelucrare hibridă și constituenții acestora sunt prezentate în Tabelul 1. Fezabilitatea proceselor marcate cu „?” din Tabelul 1 nu a fost încă explorată în mod adecvat.
Typical hybrid machining processes and their constituents are shown in Table 1. Feasibility of processes marked “?” in the Table 1 has not yet been adequately explored.

Procesele de prelucrare hibridă pot fi clasificate în linii mari în două grupe. Primul grup constă din procese în care metodele de prelucrare constitutive lucrează sinergic pentru a îndepărta materialul de lucru. Al doilea grup implică procese în care aplicarea controlată a diferitelor mecanisme de proces produce un efect combinat care este obținut în mod tradițional prin tehnici separate. De exemplu, în cazul călirii prin ascuțire, căldura generată în timpul șlefuirii este utilizată pentru a obține călirea controlată a piesei de prelucrat împreună cu îndepărtarea materialului. Primul grup poate fi subdivizat apoi în „procese asistate” și „procese mixte”. Procesele asistate implică un proces primar responsabil pentru îndepărtarea materialului, în timp ce procesul secundar îl ajută doar. Procesele mixte implică mai multe mecanisme de îndepărtare a materialului care provin din procesele constitutive sau chiar mecanisme noi cu totul. În acest capitol, o abordare bazată pe energie este utilizată pentru a clasifica și discuta diferite procese de prelucrare hibridă.
Hybrid machining processes may broadly be classified into two groups. The first group consists of processes wherein the constituent machining methods work synergistically to remove the work material. The second group involves processes wherein controlled application of different process mechanisms yields a combined effect that is traditionally achieved by separate techniques. For example, in case of grind hardening, the heat generated during grinding is used to achieve controlled hardening of the workpiece along with material removal. The first group can be further subdivided into “assisted processes” and “mixed processes.” Assisted processes involve a primary process responsible for the material removal, while the secondary process only assists it. Mixed processes involve several material removal mechanisms originating from the constituent processes, or even new mechanisms altogether. In this book chapter, an energy-based approach is used to classify and discuss various hybrid machining processes.