Hansı istehsal prosesi daha yaxşı əlavə olunur və ya çıxaran materialdır? Əlavəsi və subtraktiv istehsal əhəmiyyətli şəkildə fərqlənir. Bu fərqləri dərk etmək düzgün metodu seçməyin açarıdır.
Bu yazıda onların üstünlüklərini, məhdudiyyətlərini və real dünya tətbiqlərini araşdıracağıq. Növbəti layihəniz üçün bu iki yanaşma arasında necə qərar verəcəyinizi öyrənəcəksiniz.
Əlavə istehsal nədir?
Əlavə İstehsalat (AM), adətən 3D modelinə əsaslanan təbəqə ilə material qatını əlavə edərək obyektləri yaradan bir prosesdir. Materialı çıxaran ənənəvi metodlardan fərqli olaraq, mürgülü dizaynlara və materialın səmərəliliyinə imkan verən sıfırdan hissələri qururam.
Əlavələrin qısa tarixi
3D çap texnologiyaları ilk dəfə tanıdıldıqda 1980-ci illərə aiddir. Erkən yeniliklər, sürətli prototipinqə, məhsul prototipləri yaratmaq üçün daha sürətli, daha əlverişli yollar təqdim etməyə yönəldilmişdir. O vaxtdan bəri, AeroSpace, avtomobil və tibbi sahələr də daxil olmaqla geniş bir serialda inkişaf etmişdir.
Əlavə istehsal işləri necədir
Əlavə istehsal CAD modeli ilə başlayır. Model proqram istifadə edərək nazik təbəqələrə dilimlənmişdir. Am Machin, sonra son obyekt meydana gəlməyincə, qat qatına, təbəqə qatır əlavə edir. İstifadə olunan materiallar plastikdən metallara qədərdir. Prosesdən asılı olaraq, bu, təmizləyici və müalicə kimi işləmədən sonrakı emalı tələb edə bilər.
Ümumi aşqar istehsal üsulları
Bir neçə üsul, hər biri özünəməxsus üstünlükləri təqdim edən ambella altına düşür:
3D çap
3D çap ən tanınan AM metodudur. Plastik və ya metal kimi materiallar qoyaraq obyektlər qurur. Xüsusi hissələr və prototiplər üçün idealdır, geniş tətbiq olunan və daha kiçik tətbiqlər üçün səmərəlidir.
Seçici lazerin sintering (SLS)
SLS, bir lazerdən, adətən plastik və ya metal, bərk hissələrə bir lazerdən istifadə edir. Kompleks həndəsi olan davamlı, funksional prototiplər yaratmaqla tanınır.
Fused Depozit Modelləşdirmə (FDM)
FDM, qızdırılan bir nozzle vasitəsilə termoplastik filamentlərin çıxarılması ilə işləyir. Tez-tez prototiping və aşağı qiymətli plastik hissələr istehsal etmək üçün istifadə olunur.
Stereolitoqrafiya (SLA)
SLA, maye qatran qatını qəti ilə müalicə etmək üçün ultrabənövşəyi işığından istifadə edir, hamar rəngli yüksək dəqiqliklərlə yüksək dəqiq hissələr yaradır. Mürəkkəb dizayn və incə detallar üçün uyğundur.
Direct Metal Lazer Sintering (DML)
DMLs bir lazer istifadə edərək incə metal tozları sinterləşdirərək metal hissələrini qurur. Bu texnika, aerokosmik kimi sənaye üçün kompleks, güclü metal komponentləri istehsal etmək üçün idealdır.
Əlavə aşqar istehsal üsulları
Adətən məlum metodlara əlavə olaraq, bir neçə digər inkişaf etmiş texnikalar mövcuddur:
Binder Jetting : Bir bağlama agenti, toz təbəqələri arasında, mürəkkəb quruluşlar yaratmaqla seçmə agentliyi.
İstiqamətləndirilmiş Enerji Döşəyi (DED) : Bu texnika, taxılsılı şəkildə məhsuldarlaşdırıldıqları üçün diqqəti cəlb edildikdə, tez-tez mövcud hissələrə xüsusiyyətlər və ya əlavə etmək üçün istifadə olunur.
Material ekstruziyası : Material, termoplastika ilə tez-tez istifadə olunan təbəqələr qurmaq üçün bir nozzle vasitəsilə selektiv şəkildə ekstrüdayəlidir.
Material Jetting : Material damlaları, tez-tez fotopopolçulardan istifadə edərək dəqiq hissələr yaratmaq üçün təbəqə ilə təbəqə qoyulur.
Vərəq laminasiyası : materiallar təbəqələri qatlı təbəqə, metallar və kompozitlər üçün uyğundur.
ƏDV Photopolimerization : Maye qatran, həm prototipləmə, həm də istehsalda tətbiqlərlə bərk hissələr yaratmaq üçün işıqla işıqlandırılır.
Əlavə istehsalın üstünlükləri
Əlavə istehsal (AM) sənayedə çoxsaylı fayda təqdim edir. Bu üstünlüklər onu müasir istehsalda bir oyun dəyişdirici hala gətirir.
Azaldılmış material tullantıları
Mən yalnız son məhsul üçün lazım olan materialdan istifadə edirəm. Bu yanaşma ənənəvi metodlarla müqayisədə tullantıları əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.
Kompleks həndəsə və mürəkkəb dizaynlar
Mürəkkəb formalar yaratmaqda üstündür. Adi üsullarla etmək mümkün olmayan hissələr istehsal edə bilər.
Daxili kanallar
Zərif quruluşları
Üzvi formalar
Daha sürətli prototipləmə və daha qısa qurğuşun vaxtları
Sürətli prototiping am ilə reallığa çevrilir. Tez iterasyonlar və daha sürətli məhsul inkişaf dövrləri imkan verir.
| Ənənəvi prototiping | am prototiping |
| Aylara qədər həftə | Günlərə qədər |
| Birdən çox addım | Tək proses |
| Yüksək alət xərcləri | Tooling yoxdur |
Səmərəli kiçik toplu istehsal
Az miqdarda istehsal etməkdə parlayır. Bahalı qəliblərə və ya alətlərə olan ehtiyacı aradan qaldırır.
Təkmilləşdirilmiş davamlılıq
Tullantıların azaldılması yaxşılaşdırılmış davamlılığa çevrilir. Mən resurs və enerjiyə qənaət edirəm.
Kütləvi özelleştirme üçün potensial
Am fərdi ehtiyaclara uyğunlaşdırmağa imkan verir. Bu, müxtəlif sahələrdə yeni imkanlar açır:
Əlavələrin dezavantajları
Əlavə İstehsalat (AM) bir çox üstünlük təqdim edərkən, məhdudiyyətləri də var. Bu çatışmazlıqları başa düşmək effektiv tətbiqi üçün çox vacibdir.
Məhdud material variantları
Amutiv metodlardan daha az materialdan istifadə edirəm. Bu məhdudiyyət öz istifadəsini müəyyən sahələrdə məhdudlaşdıra bilər.
Ümumi am materialları:
Termoplastika
Bəzi metallar
Müəyyən keramika
YAXŞI YOXDUR
Kiçik dəstələrdə üstündür, lakin kütləvi istehsalda gecikir. Ənənəvi üsullar çox vaxt böyük həcm üçün çox vaxt uzanır.
| İstehsal həcmi | sürətlənir | ənənəvi sürətlə |
| Kiçik (1-100) | Sürətlə | Ləngitmək |
| Orta (100-1000) | Mülayim | Sürətlə |
| Böyük (1000+) | Ləngitmək | Çox sürətli |
Daha yüksək genişmiqyaslı istehsal xərcləri
Kütləvi istehsal üçün, am daha bahalı ola bilər. Bir vahid üçün dəyəri həcmdə əhəmiyyətli dərəcədə azalmır.
Aşağı hissə dəqiqliyi və səthi bitirmə
Am hissələrinin işlənmişlərdən daha aşağı dəqiqliyi ola bilər. Onların səthi finalı tez-tez inkişaf tələb edir.
Sıx tolerantlıq problemləri
Sıx tolerantlara nail olmaq mənimlə çətindir. Bu dəqiq uyğunlaşan hissələr üçün problemli ola bilər.
İşdən sonrakı tələblər
Əksəriyyətin hissələrinin çapdan sonra əlavə iş lazımdır. Bu, istehsal prosesinə vaxt və xərc əlavə edir.
Ümumi post-emal addımları:
Subtraktiv istehsal nədir?
Subtraktiv istehsal (sm) materialı bərk blokdan çıxararaq obyektləri yaradır. Müxtəlif sahələrdə istifadə olunan ənənəvi bir üsuldur.
Qısa tarix
SM Qədim dövrlərə qayıdır. Erkən nümunələrə daş oyma və ağac emalı daxildir. Modern SM, dəzgahlara rəhbərlik edən sənaye inqilabı ilə inkişaf etdi.
Necə işləyir
SM daha böyük bir material parçası ilə başlayır. Maşınlar və ya alətlər ardından istədiyiniz forma yaratmaq üçün artıq materialları kəsdi.
Ümumi texnikalar
CNC emal
Kompüter ədədi idarəetmə (CNC) maşınları material çıxarmaq üçün proqramlaşdırılmış təlimatlardan istifadə edir.
Freze: Fırlanan alətlərdən istifadə edərək material kəsir
Dönüş: İş parçasını fırladaraq silindrik hissələrini formalaşdırır
Qazma: materialdakı dəliklər yaradır
Lazer kəsmə
Bu texnika, materialları kəsmək üçün yüksək güclü lazerdən istifadə edir. Dəqiq və müxtəlif materiallarda işləyir.
Sucet kəsmə
Waterjet kəsmə, tez-tez aşındırıcı hissəciklərlə qarışdırılmış, materialları kəsmək üçün yüksək təzyiqli su istifadə edir.
Plazma kəsmə
Plazma kəsici bir elektrik keçirici qazdan istifadə edərək material əriyir. Metal kəsmək üçün təsirlidir.
Elektrik boşaltma işığı (EDM)
EDM materialı çıxarmaq üçün elektrik axıdmalarından istifadə edir. Sərt metallar və mürəkkəb formalar üçün idealdır.
Əlavə məlumat
Emal prosesləri
Taşlama: İncə səth bitirmək üçün aşındırıcı təkərlərdən istifadə edir
Tələsik: Çuxurları böyüdür və bitirir
Darıxdırıcı: Tək nöqtəli kəsmə alətləri olan dəlikləri böyüdür
EDM prinsipləri
EDM bir elektrod və iş parçası arasında idarə olunan elektrik qığılcımları yaratmaqla işləyir.
Lazer kəsmə parametrləri
Güc: Kəsmə dərinliyini müəyyənləşdirir
Sürət: Kəsmə keyfiyyətinə təsir göstərir
Fokus: Dəqiqliyə təsir göstərir
Waterjet kəsmə parametrləri
Təzyiq: adətən 60.000 psi və ya daha yüksək
Aşındırıcı axın dərəcəsi: kəsmə sürətinə və keyfiyyətə təsir göstərir
Nozzle Diametri: Eni və dəqiqliyi təsir göstərir
Submetraktiv istehsalın üstünlükləri
Subtraktiv istehsal (SM) sənayedə çoxsaylı fayda təqdim edir. Bu üstünlüklər onu müasir istehsalda həlledici bir üsul halına gətirir.
Uyğun materialların geniş çeşidi
SM geniş müxtəlif materiallarla işləyir:
Metallar (polad, alüminium, titan)
Plastik (ABS, PVC, Akril)
Kompozitlər (karbon lifi, fiberglas)
Ağac
Şüşə
Daş
Bu çox yönlülük, müxtəlif istehsal ehtiyaclarını qarşılamağa imkan verir.
Yüksək dəqiqlik və dəqiqlik
SM yüksək dəqiqliklər yaratmaqda üstündür. Tez-tez 0.001 düym qədər kiçik tolerantlıqlara nail olur.
| Texnika | tipik tolerantlıq |
| CNC freze | ± 0.0005 ' |
| E südü | ± 0.0001 ' |
| Lazer kəsmə | ± 0.003 ' |
Əla səth bitirir
SM, üstün səth keyfiyyəti olan hissələri istehsal edir. Bu, tez-tez əlavə bitirmə proseslərinə ehtiyacını aradan qaldırır.
Daha sürətli geniş həcmli istehsal
Yüksək həcmli istehsal üçün, SM Outpess Əlavəsi metodları:
Multi-Axis CNC maşınları tez işləyir
Avtomatlaşdırılmış alət dəyişdirmə iş vaxtını azaldır
Fərqli hissələrdə eyni vaxtda əməliyyatlar
Səmərəli yüksək həcmli istehsal
SM istehsal həcmi artırılması üçün daha qənaətli olur. İlkin quraşdırma xərcləri daha sürətli istehsal dərəcələri ilə əvəz olunur.
Genişmiqyaslı hissə yaradılması
SM asanlıqla böyük komponentləri idarə edir. Əhəmiyyətli hissələr tələb edən sənaye sahələri üçün idealdır:
Aerokosmik (təyyarə komponentləri)
Avtomobil (mühərrik blokları)
İnşaat (struktur elementlər)
Submetraktiv istehsalın çatışmazlıqları
Subtraktiv istehsal (SM) bir çox faydası təklif edərkən, məhdudiyyətlər də var. Bu çatışmazlıqları başa düşmək effektiv tətbiq üçün vacibdir.
Daha yüksək maddi tullantı
SM hissələri yaratmaq üçün materialı çıxarır. Bu proses əhəmiyyətli tullantılar yaradır:
Materialın 90% -ə qədəri bəzi hallarda qırıntı ola bilər
Təkrar emal variantları müəyyən materiallar üçün məhdudlaşa bilər
Tullantıların atılması səbəbindən ətraf mühitə təsir artdı
Məhdud mürəkkəb həndəsə yaradılması
Mürəkkəb dizaynlarla mübarizə aparır:
Daxili boşluqlar istehsal etmək çətindir
Müəyyən formalar çox quraşdırma və ya ixtisaslaşmış alətlər tələb edə bilər
Bəzi mürəkkəb xüsusiyyətlər maşın üçün mümkün olmaya bilər
Daha uzun quraşdırma vaxtları və daha yüksək alət xərcləri
SM tez-tez geniş hazırlıq tələb edir:
| aspekt | təsiri |
| Alət seçimi | Vaxt aparan |
| Maşın proqramlaşdırma | Təcrübə tələb edir |
| Qurğu | Əlavə xərc |
Daha az dizayn rahatlığı
SM-də dəyişiklik dizaynları baha başa gələ bilər:
Dəyişikliklər yeni alət tələb edə bilər
Yenidən proqramlaşdırma maşınları çox vaxt lazımdır
Mövcud qurğular köhnəlmiş ola bilər
Yüksək Operator Bacarıq Tələbləri
SM maşınları bacarıqlı operatorları tələb edir:
Maddi xüsusiyyətləri başa düşmək
Kəsmə sürətləri və yem nisbətləri haqqında bilik
Kompleks texniki rəsmləri şərh etmək bacarığı
Alət geyimi və dəyişdirmə xərcləri
SM alətləri zamanla pisləşir:
Daimi alət dəyişdirmə zəruridir
Yüksək keyfiyyətli alətlər bahalı ola bilər
Aşınmış alətlər hissə keyfiyyətinə təsir göstərə bilər
Əlavəsi və Açıq İstehsalat
| Aspekt Əlavəsi | müqayisəsi | İstehsalat İstehsalatının |
| Proses | Material qatlarını əlavə edərək obyektlər qurur | Obyekt yaratmaq üçün materialı daha böyük bir parçadan çıxarır |
| Maddi tullantılar | Minimal tullantı | Yüksək maddi tullantılar |
| Uyğun materiallar | Məhdud (əsasən plastik və bəzi metallar) | Geniş çeşidli (metallar, plastik, ağac, şüşə, daş) |
| Mürəkkəblik | Yüksək mürəkkəb və mürəkkəb həndəsələr istehsal edə bilər | Nisbətən sadə həndəsə üçün daha yaxşı uyğun gəlir |
| Dəqiqlik | Daha az dəqiq (0,100 mm qədər sıx tolerans) | Daha dəqiq (0,025 mm olaraq sıx tolerans) |
| İstehsal həcmi | Kiçik dəstələr üçün uyğundur | Böyük istehsal üçün idealdır |
| Sürətlə | Böyük həcm üçün yavaş | Böyük həcmlər üçün daha sürətli |
| Dəyəri | Az miqdarda daha səmərəli | Çox miqdarda daha səmərəli |
| Dizayn rahatlığı | Dizayn dəyişiklikləri üçün yüksək rahatlıq | Dizayn dəyişiklikləri üçün daha az çevikdir |
| Səthi bitirmə | Tez-tez post-emal tələb edir | Birbaşa hamar bir nəticə çıxara bilər |
| Operator bacarığı | Daha az bacarıqlı operator tələb edir | Yüksək bacarıqlı operatorlar tələb edir |
| Avadanlıq dəyəri | Aşağı ilkin avadanlıq dəyəri | Daha yüksək ilkin avadanlıq dəyəri |
| Alət | Minimum Tooling tələb olunur | Geniş alətlər tez-tez lazımdır |
| Davamlılıq | Daha az tullantı səbəbindən daha davamlıdır | Maddi tullantılara görə daha az davamlıdır |
| Daxili xüsusiyyətlər | Asanlıqla daxili xüsusiyyətlər yarada bilər | Daxili xüsusiyyətlər yaratmaq çətindir |
| Ölçü Məhdudiyyətləri | Ümumiyyətlə daha kiçik hissələrlə məhdudlaşır | Genişmiqyaslı hissələri istehsal edə bilər |
| İşdənrədax | Tez-tez birdən çox addım tələb edir | İlkin prosesdən sonra daha yüksək nəticə səviyyəsi |
Hibrid istehsal prosesləri
Hibrid İstehsal, aşqar istehsalını (am) və submaktiv istehsal (SM) birləşdirir. Bu yanaşma, istehsalda güclü bir sinerji yaradaraq hər iki metodun güclü tərəflərini istifadə edir.
Tərif və faydalar
Hibrid prosesləri AM və SM texnikalarını birləşdirir:
Faydalara aşağıdakılar daxildir:
Misal proses axını:
3D NET şəbəkəsi şəklini çap edin
CNC dəqiq ölçülər üçün emal
Üstün səthin sonu üçün cilalama
Ümumi tətbiqlər
Hibrid İstehsal, müxtəlif sahələrdə üstündür:
| Tətbiq | faydası |
| Alət | Sıx tolerantlıq ilə kompleks dizayn |
| Jigs və qurğular | Davamlı bitirmə ilə xüsusi formalar |
| Yüksək dözümlülük hissələri | Dəqiq xüsusiyyətləri olan həndəsələklər |
Hibrid proseslərdən istifadə edən sənayelər:
Aerokosmik
Avtomobil
Tibbi cihazlar
Xüsusi istehsal
Əlavə və suberaktiv istehsal arasında seçim
Doğru istehsal üsulu seçmək müxtəlif amillərdən asılıdır. Hər bir proses fərqli üstünlüklər təklif edir, buna görə seçiminizi layihə tələbləri ilə uyğunlaşdırmaq çox vacibdir.
İstehsalat metodunu seçərkən nəzərə alınacaq amillər
Maddi tələblər
Materialın seçimi əhəmiyyətli bir rol oynayır. Əlavə İstehsalat (AM) adətən plastik və bəzi metallarla ən yaxşı işləyir, o, altdan istehsal (sm) metal, plastik, ağac və şüşə də daxil olmaqla geniş materialları idarə edə bilər. Maşından və ya daha yüksək davamlılığa ehtiyacınız varsa, sm çox vaxt daha yaxşı seçimdir.
Hissə mürəkkəbliyi və dizayn
Mürəkkəb bir həndəsi ilə mürəkkəb dizaynlar üçün daxili boşluqlar və ya oxunuşlu birləşmələr - ampleks-amples-amples-am, yüksək özelleştirme üçün imkan verir. SM, dəqiq olarsa, son dərəcə mürəkkəb dizaynlarla mübarizə apara bilər. Sıx tolerantların zəruri olduğu daha sadə və ya aralıq həndəsi üçün daha uyğundur.
İstehsal həcmi və ölçülməsi
Am, sürətli prototiping və ya kiçik toplu istehsal kimi aşağı, orta istehsal həcmləri üçün idealdır. Geniş miqyaslı istehsal üçün, sm daha səmərəlidir, xüsusən minlərlə eyni hissədən ibarət olduqda daha səmərəlidir. İstehsal həcmi artdıqca, SM-nin xərc səmərəliliyi aydın olur.
Qurğuşun vaxtı və vaxt bazarı
Qısa bir qurğuşun tələb edən layihələr, dizayndan məhsula qədər minimal quraşdırma və sürətli keçid səbəbindən am-a qədərdir. Daha böyük istehsal çalışması üçün, SM, qurulmuş bir dəfə, xüsusən də metal hissələri üçün qurulduqdan sonra daha sürətli istehsal vaxtlarını təklif edə bilər.
Büdcə və xərc məhdudiyyətləri
Am, xüsusilə prototiping zamanı kiçik, mürəkkəb hissələr üçün daha səmərəlidir. Bununla birlikdə, sm daha böyük hissələr və ya yüksək istehsal həcmləri üçün daha qənaətli olur. Quraşdırma xərcləri və bir cümlə başına xərclər sm-də həcm artdıqca adətən azalır.
Davamlılıq Məqsədləri
Daha az tullantı yaradır, onu daha davamlı bir seçim halına gətirir. SM, böyük qaçışlar üçün daha sürətli olarsa, fiş və ya qırıntılar şəklində əhəmiyyətli maddi tullantılar istehsal edir. Davamlılıq əsas prioritetdirsə, daha yaxşı uyğun ola bilər.
Əşkən və Açıq İstehsal üçün Qərar Matrix
Aşağıdakı qərar Matrix, düzgün metodu seçməyinizə kömək etmək üçün amilləri tez bir müqayisə edir:
| Faktor | əlavə edic istehsal (AM) | subtraktiv istehsal (SM) |
| Maddi sıra | Məhdud (əsasən plastik, bəzi metallar) | Geniş (metallar, plastik, ağac, şüşə) |
| Qismən mürəkkəbliyi | Kompleksi, mürəkkəb dizaynları idarə edir | Daha sadə, dəqiq həndəsələr üçün ən yaxşısı |
| İstehsal həcmi | Kiçik toplu, prototipləmə üçün idealdır | Kütləvi istehsal üçün səmərəlidir |
| Qurğuşun vaxtı | Daha sürətli quraşdırma, sürətli dönüş | Daha yavaş quraşdırma, böyük qaçışlar üçün daha sürətli |
| Dəyəri | Böyük hissələr və ya metallar üçün daha bahalıdır | Daha yüksək həcmdə daha qənaətlidir |
| Davamlılıq | Daha az tullantı, daha davamlıdır | Əhəmiyyətli tullantılar, daha az davamlıdır |
Layihənin ehtiyaclarını hər bir istehsal metodunun güclü tərəfləri ilə uyğunlaşdırmaq üçün bu matrisdən istifadə edin.
Əşkən və subtraktiv istehsalın real dünyası tətbiqləri
Əlavə istehsal (am) və subtraktiv istehsal (SM) müxtəlif sənayelər üzrə vacib rol oynayır. Onların tətbiqləri genişlənməyə və inkişaf etməyə davam edir.
Aerokosmik və aviasiya
Am: yüngül komponentlər, mürəkkəb həndələr
SM: Yüksək dəqiq mühərrik hissələri, struktur elementləri
Avtomobil sənayesi
Am: sürətli prototip, xüsusi hissələr
SM: Mühərrik blokları, ötürmə komponentləri
Tibbi və dişləri
AM: Xüsusi implantlar, protezika
SM: Cərrahi alətlər, diş tacları
İstehlak malları və elektronika
Am: Kişiselleştirilmiş Məhsullar, Kiçik Batch maddələri
SM: Smartfon qabları, noutbuk komponentləri
Sənaye maşınları və alətləri
Memarlıq və tikinti
AM: miqyaslı modellər, dekorativ elementlər
SM: Struktur komponentləri, fasad elementləri
Rəy
Əlavə və subtraktiv istehsal hər birinin özünəməxsus güclü və zəif tərəfləri var. Mürəkkəb dizayn və özelleştirmedə üstündür. SM dəqiq və material çox yönlülük təklif edir.
Bu fərqləri başa düşmək, məlumatlı istehsal qərarları vermək üçün çox vacibdir. Bir üsul seçərkən layihənin xüsusi ehtiyaclarını nəzərdən keçirin.
Material, mürəkkəblik, həcm və dəyəri kimi amilləri qiymətləndirin. Bu, istehsal məqsədləriniz üçün ən yaxşı yanaşmanı seçməyə kömək edəcəkdir.
