3D-metallitulostus vs. CNC-koneistus, Mikä on parempi osien tuotantoon?

"Asiakas kiirehtii määräajasta, rakenne on monimutkainen, ja se on ehdottomasti kiillotettava peili viimeistely."
"CNC sanoo, että tätä osaa ei voi tehdä; jyrsintä ei voi saavuttaa tiettyjä alueita".

Jos olet muottitehtaan insinööri, rakenteellisen komponenttien kehityksen johtaja tai osien hankintaviranomainen, olet todennäköisesti kuullut nämä lauseet useammin kuin kerran.
Nyt monet ihmiset kääntävät huomionsa 3D-metallitulostukseen, mutta syntyy yleinen kysymys:
"Mihin tulostus todella sopii? Kumpi on sopivimpi verrattuna CNC:hen?"

Todellisuudessa kumpikaan ei ole ehdottomasti parempi; Kyse on siitä, mikä sopii erityisissä olosuhteissa.
Alla emme keskustele abstraktista käsitteistä tai sovelle merkintöjä. Sen sijaan jakamme metallin 3D-tulostus ja CNC-koneistus kohdetta kohdetta, rehellisesti sanottuna, todellisesta projektin näkökulmasta.

1. Osatyypit ja valmistusvalinta: Milloin 3D-metallitulostus tai CNC on paras

Eri osilla on hyvin erilainen prosessin sopeutumiskyky. Voit katsoa alla olevaa taulukkoa:

Jos osa täyttää jonkin punaisten rivien edellytyksistä, harkitse vakavasti 3D-tulostusta:

Osarakenne / ominaisuusvaatimukset CNC toteutettavuus 3D-metallitulostuksen toteutettavuus
Sisäiset jäähdytyskanavat Monimutkainen liittäminen tai poraus Tukee konformaalisia kanavia, integroitua muovausta
Honeycomb tai Lattice kevyt rakenteet Ei voi käsitellä Vapaamuotoisen suunnittelun
Monikulmaiset, epäsäännölliset ontelot Vaatii useita asetuksia Kerran tulostusmuovaus
Valvattu osa, jossa on mikrohuokoset / hengittävä rakenne Vaikea koneella, huono tarkkuus Voi tulostaa paikallisesti hengittäviä alueita
Mukautetut rakenteet, pienet erät, suuri vaihtelukyky ⚠️ Korkea työkalujäte Ei muotteja tarvitaan, nopea vastaus

2. Monimutkaisuus ja kustannustehokkuus: metallitulostus monimutkaisille osille, CNC yksinkertaisempiin malleihin

Keskusteluissamme asiakkaidemme kanssa useimmiten kysytty kysymys on:
"Onko 3D-tulostus todella kustannustehokkaampaa kuin CNC tässä osassa?"

Vastaus on aivan selvä: Mitä yksinkertaisempi rakenne, sitä vakaampi koneistus; Mitä monimutkaisempi rakenne on, sitä arvokkaampaa tulostus tarjoaa.

CNC-etuskenaariot

  • Yksinkertaiset geometriat (tasot, sylinterit, muut säännölliset muodot)
  • Suuret osat (yli painolaitteiden valmistusmäärä)
  • Kiiltävät pintavaatimukset (suora peilipäätös ilman jälkikäsittelyä)

3D-tulostuksen etuskenaariot

  • Topologia Optimoidut rakenteet (orgaaninen muoto kevyt suunnittelu)
  • Lattice Kevyt osat (kevyt säilyttäen vahvuuden)
  • Sisäiset virtakanavajärjestelmät (konformaalinen jäähdytys, monimutkaiset sisäiset ontelot)

Tyypillinen sovellus: Kenkien muotin ydin, jossa on sisäinen jäähdytys

Oletetaan, että muotin ydin on suunniteltu kolmella kerroksella sisäisiä jäähdytyskanavia, mikrohöyryreitä ja vaatii peilikilausta.

Perinteinen CNC-ratkaisu

  • 1.
    CNC-jyrsintä + poraus + laserhitsauskokoonpano
  • 2.
    Sykli noin 14 päivää
  • 3.
    Uudelleenkäsittelyn riski

3D-tulostusratkaisu

  • 1.
    Integroitu muovaus + lämpökäsittely + kiillotus
  • 2.
    Tulostus valmis 48 tunnissa, toimitus 5. päivänä
  • 3.
    Sisäinen jäähdytystehokkuus kasvoi yli 30%

Todellisessa tulostuksessa materiaalin ominaisuuksien, laitteiden vakauden ja käyttäjän taitotason kaltaiset tekijät voivat vaikuttaa. Kuitenkin perinteisiin menetelmiin verrattuna 3D-tulostusratkaisu tarjoaa edelleen merkittäviä etuja kokonaisprosessissa.

3D-tulostimet voivat saavuttaa tällaisten monimutkaisten muottirakenteiden integroidun muovauksen, jota täydentää korkealämpötilainen kuormitus ja peililaatuinen jälkikäsittely. Monet muotiyritykset raportoivat kokeilettuaan tällaisia rakenteita, että todellinen säästö ei ole yksikkökustannuksissa vaan kokonaistoimitusriskissä ja aikapaineessa.

3. Tarkkuuden saavuttaminen: Miten jälkikäsittely parantaa 3D-metallitulostuksen tarkkuutta

Kieltämättömästi verrattuna CNC-koneistukseen on aukko 3D-tulostuksen raaka-tarkkuudessa ja pinnan karkeudessa.

Tarkkuuden vertailutiedot

CNC-koneistuksen tarkkuus

  • Raaka tarkkuus: ± 0,01 mm
  • Pinnan karkeus: Ra 0,8 μm

3D-metallitulostuksen raaka-tarkkuus

  • Kerroksen paksuus: 0,03 ~ 0,05 mm
  • Pinnan tekstuuri on melko huomattava

Mutta tämä ei tarkoita sitä, että se on mahdotonta. Itse asiassa a hybridi valmistus lähestymistapa paino + viimeistely on tullut valtavirta :

Hybridin valmistusprosessi

  1. 1 Ensinnäkin saavutetaan monimutkaisten rakenteiden integroitu muovaus 3D-tulostuksen avulla.
  2. 2 Jätä sitten koneistooikeudet keskeisille alueille, kuten kokoonpanopintoille ja reikien asennoille, jotka valmistetaan CNC: llä.
  3. 3 Piilipintojen tai erityiskäsittelyjen edellyttämiseksi yhdistää jälkikäsittelyyn, kuten lämpökäsittelyyn ja kiillotukseen.

Lääketieteellisen teollisuuden tapaustutkimus

Titaaniseoksen kiinnityksillä on yleensä erittäin korkeat tarkkuusvaatimukset. Todellisissa hankkeissa tulostuksen ohjauksella ±0,04 mm:een ja sitten CNC-korjauksella lopullisen kokoonpanon tarkkuus voi saavuttaa ±0,01 mm:n, mikä säästää merkittävästi yli 70% koneistopoluissa ja työkalunvaihtoajassa.

Muista tämä:

Se ei ole "Tulostus vs. koneistus", vaan "Tulostus + koneistus" on tulevaisuus.

4. Tuotannon nopeus: 3D-metallitulostuksen toimitusajan vertailu vs. CNC-koneistus

Valmistusalalla viime hetken muutokset asiakkaiden vaatimuksiin ovat melkein tavallisia.

"Asiakas muutti yhtäkkiä rakennetta, ja uusi muotti tarvitaan edelleen viikon kuluessa. CNC-linjamme on jo ylivarattu; voitteko auttaa tulostamaan sen?"

Tällaisissa tyypillisissä skenaarioissa, jos rakenne ei ole monimutkainen ja käytetään vakiomateriaaleja (esim. 316L ruostumatonta terästä), 3D-tulostus voi yleensä saavuttaa:

Tulostusnopeus

Ajattele tulostustehtävä tänään, osa valmis huomenna.

Jälkeenkäsittelysykli

Jälkeenkäsittely + kiillotus valmis kahden viikon kuluessa.

Juuri tämä on 3D-tulostuksen tärkein etu tuotekehitykseen ja kokeilutuotantoon:

Ohjaa tuotannon aikataulutus, ohita asetukset, ohita työkalut. Jos muotoilu muuttuu, tuo malli ja aloita tulostus.

6. Kokonaiskustannukset omistukseen: vertailu 3D metallin tulostus ja CNC koneistus yli yksikköhinta

Metallin 3D-tulostuksen yksikköhinta on hieman korkeampi, mutta jos otat nämä huomioon:

Piilotettujen kustannusten laskin

CNC-koneistus Potentiaaliset kustannuskohteet

  • Prosessisuunnittelun monimutkaisuus

  • Useita ohjelmointia, asetuksia, romuriskejä

  • Tutkimusmuottien, muutosten, uudelleenkäsittelyn kustannukset

  • Asiakkaiden tappiot hankkeen viivästyksistä

  • Piilotetut kulut kuten henkilöstö, johtaminen, koordinointi

3D-tulostuksen kustannuseedut

  • Integroitu muovaus vähentää kokoonpanovaiheita

  • Vähennetty investointi työkaluihin ja kiinnityksiin

  • Suunnittelun iteraatioiden nollakustannukset

  • Vähentää materiaalijätteitä

  • Lyhyemmät toimituskurssit vähentävät hallintakustannuksia

Kustannuspäätelmä

Tulostus: Hieman korkeampi etukäteen, säästää paljon enemmän kokonaisuudessaan.

6. Päätöksohje: Keskeiset kysymykset 3D-metallitulostuksen ja CNC-tulostuksen valinnassa

Ennen kuin päätät CNC:n tai tulostuksen välillä, ehdotamme, että kysyt itseltäsi nämä viisi kysymystä:

  1. 1

    Voiko CNC helposti koneistaa tämän osan rakenteen?

    Arvioi, onko sisäisiä ontoja, monimutkaisia pintoja, ohuita seiniä tai muita geometrisia ominaisuuksia, jotka ovat CNC:lle vaikeita.

  2. 2

    Haluaisinko yksikappaleisen muovauksen kokoonpanon sijaan?

    Harkitse potentiaalista lujuuden menetystä ja ylimääräisiä vaiheita hitsauksesta / liittämisestä.

  3. 3

    Olenko lyhyt aikaa ja käsittelen pieniä eriä?

    Pienen erän nopea vastaus on yksi 3D-tulostuksen keskeisistä etuista.

  4. 4

    Onko minulla jälkikäsittelyresursseja tai kumppaneita?

    Varmista tarvittaessa lämmönkäsittely, koneistus ja pinnan viimeistely voidaan tehdä.

  5. 5

    Luoanko asiakkaalle arvoa vai säästänkö itselleni ongelmia?

    Tee päätöksiä lopputuotteen suorituskyvyn näkökulmasta, ei vain valmistuksen mukavuuden näkökulmasta.

Päätössääntö

Jos enemmän kuin 2 vastauksiasi suuntautuvat tulostukseen, sitten tulostus kannattaa kokeilla.

Etkö ole varma? Tarkista edelleen hybridituotantoprosessimme viite.

7. Hybridin valmistusmenetelmämme: 3D-metallitulostuksen integrointi CNC-koneistoon

Hybridin valmistusprosessi

1

Asiakas tarjoaa 3D-mallin tai alustavan suunnittelun

Saa asiakkaan alkuperäiset suunnittelutiedostot, ymmärrä sovellusskenaariot ja suorituskykyvaatimukset.

2

Insinööri arvioi, sopiiko rakenne tulostukseen

Analyysi tulostettavuutta, ehdota Design for Additive Manufacturing (DfAM) -optimointia.

3

Materiaalivalikka ja prosessikonfiguraatio

Valitse sopivat metallijauhe- ja tulostusparametrit mekaanisten suorituskyvyn vaatimusten perusteella.

4

Tulostus + lämpökäsittely

Suorita metallin tulostus ja stressin lievittäminen lämpökäsittely.

5

Viimeistely

CNC-koneen avaimen parituspinnat ja tarkkuusreet.

6

Pintakäsittely

Kiillotus, hiekkapuhdistus, pinnoitus ja muut lopulliset pintakäsittelyt.

7

Tarkastus ja toimitus

3D-skannaus tarkistaa keskeiset mitat, pakkaus ja toimitus.

Sinun ei tarvitse olla asiantuntija 3D-tulostuksen ja viimeistelyprosessin jokaisessa vaiheessa. Avain on löytää asiantunteva 3D-tulostuspalveluyritys ( https://www.3dprintingplatform.com/ joka voi saumattomasti hallita ja integroida ne kaikki sinulle.

Valmistuksessa mikään teknologia ei ole hopea-luoti, eikä mikään vanhentu yhdessä yössä. CNC-koneistus on edelleen nykypäivän teollisuusjärjestelmän perusta, mutta myös sillä on rajansa.

3D-metallitulostuksen arvo ei ole mitään häiriötä, vaan tehokkaan ja elinkelpoisen vaihtoehdon tarjoamista, kun perinteiset menetelmät ovat puutteellisia. Kun kohtaat haasteita monimutkaisten rakenteiden, tiukkojen määräaikojen ja usein tehtyjen muutosten kanssa, se saattaa olla keskeinen muuttuja, joka saa sinut takaisin raiteille.

Joten sen sijaan, että kysyisit, voidaanko jotain * tulostaa *, harkitse sitä eri näkökulmasta:

Onko 3D-tulostus tässä skenaariossa nopeampi, vakaampi ja sopivimpi polku?

Haluatko tietää, sopiiko suunnittelusi tulostukseen?

Ota meihin yhteyttä räätälöityjen metallin 3D-tulostusneuvojen saamiseksi.

Konsultoi insinööriä
Hae lainaus

Yhteystiedot

Pidä yhteyttä

Haluatko luoda räätälöityä 3D-tulostettua tuotetta tai tutustua 3D-tulostusratkaisuihimme? Täytä oikealla oleva lomake saadaksesi henkilökohtaisen tarjouksen ammattilaisesta tiimistämme.

Ratkaisut

3D-tulostusmateriaalit

Teollisuudet

Muut

Yhteystiedot

  • Osoite：1-5F, No.8, Gaoqi South 12th Road, Xiamen, Kiina
  • Puhelin：400-766-7666
Copyright By © Xiamen Hanin Co.,Ltd. Sitemap