Які працэс вытворчасці лепш - аб'ём пластоў альбо выдаленне матэрыялаў? Дабаўкі і аднімальнае выраб адрозніваюцца значнымі спосабамі. Разуменне гэтых адрозненняў з'яўляецца ключавым для выбару правільнага метаду.
У гэтым пасце мы вывучым іх перавагі, абмежаванні і рэальныя прыкладанні. Вы даведаецеся, як вызначыцца паміж гэтымі двума падыходамі да наступнага праекта.
Што такое вытворчасць дабаўкі?
Вытворчасць дабаўкі (AM) - гэта працэс, які стварае аб'екты, дадаючы матэрыяльны пласт па пласце, як правіла, на аснове 3D -мадэлі. У адрозненне ад традыцыйных метадаў, якія выдаляюць матэрыял, AM стварае дэталі з нуля, што дазваляе ствараць складаныя канструкцыі і эфектыўнасць матэрыялу.
Кароткая гісторыя вытворчасці дабаўкі
Канцэпцыя AM ўзыходзіць да 1980 -х гадоў, калі ўпершыню былі ўведзены тэхналогіі 3D -друку. Раннія новаўвядзенні былі накіраваны на хуткае прататыпаванне, забяспечваючы больш хуткія, больш даступныя спосабы стварэння прататыпаў прадукцыі. З тых часоў AM ператварылася ў шырокі спектр прамысловых прыкладанняў, у тым ліку аэракасмічную, аўтамабільную і медыцынскую сферу.
Як працуе вытворчасць дабаўкі
Вытворчасць дабаўкі пачынаецца з мадэлі CAD. Мадэль нарэзана тонкімі пластамі пры дапамозе праграмнага забеспячэння. Затым машына AM дадае матэрыял, пласт за пластом, пакуль не ўтворыцца канчатковы аб'ект. Матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца, вар'іруюцца ад пластмасы да металаў. У залежнасці ад працэсу, для завяршэння часткі можа спатрэбіцца пост-апрацоўка, напрыклад, чыстка або отверждения.
Агульныя метады вытворчасці дабаўкі
Некалькі метадаў падпадаюць пад парасон AM, кожны з якіх прапануе унікальныя перавагі:
3D -друк
3D -друк - гэта найбольш прызнаны метад AM. Ён будуе прадметы, накладваючы матэрыялы, такія як пластыка або метал. Ідэальна падыходзіць для карыстацкіх дэталяў і прататыпаў, ён шырока даступны і эканамічна эфектыўна для меншых прыкладанняў.
Селектыўнае лазернае спяканне (SLS)
SLS выкарыстоўвае лазер для мацаванага матэрыялу, звычайна пластыкавага або металу, у цвёрдыя часткі. Ён вядомы тым, што стварае трывалыя, функцыянальныя прататыпы са складанай геаметрыяй.
Мадэляванне злітага адкладу (FDM)
FDM працуе, вылучаючы тэрмапластычныя ніткі праз нагрэты сопла. Звычайна ён выкарыстоўваецца для прататыпаў і вытворчасці недарагіх пластыкавых дэталяў.
Стэрэалітаграфія (SLA)
SLA выкарыстоўвае ультрафіялетавае святло, каб вылечыць пласт вадкай смалы за пластом, ствараючы высока дакладныя дэталі з гладкай аздабленнем. Ён падыходзіць для складаных канструкцый і дробных дэталяў.
Прамае металічнае лазернае спяканне (DMLS)
DMLS стварае металічныя дэталі, спячаючы дробныя металічныя парашкі, выкарыстоўваючы лазер. Гэтая методыка ідэальна падыходзіць для атрымання складаных, моцных металічных кампанентаў для галін, такіх як аэракасмічная.
Дадатковыя метады вытворчасці дабаўкі
У дадатак да агульнавядомых метадаў, даступна некалькі іншых перадавых метадаў:
Рэактыўнае злучэнне : злучальнае сродак выбарачна адкладае паміж парашковымі пластамі, ствараючы складаныя структуры.
Накіраванае адкладанне энергіі (DED) : Гэтая методыка выкарыстоўвае мэтанакіраваную цеплавую энергію для злівання матэрыялаў па меры нанясення, часта выкарыстоўваецца для рамонту або дадання функцый існуючымі дэталямі.
Матэрыяльная экструзія : Матэрыял выбарачна экструдуецца праз асадку, каб стварыць пласты, якія звычайна выкарыстоўваюцца з тэрмапластыкай.
Матэрыяльныя бруі : кроплі матэрыялу адкладаюцца пластом пластом, каб стварыць дакладныя дэталі, часта выкарыстоўваючы фотапалімеры.
Ламінацыя ліста : лісты матэрыялу звязаны з пластом пластом, прыдатны для металаў і кампазітаў.
Фотапалімерызацыя ПДВ : вадкасць смалы выбарачна вылечваецца святлом, утвараючы цвёрдыя часткі, пры дапамозе прыкладанняў як у прататыпах, так і ў вытворчасці.
Перавагі дабаўкі вытворчасці
Дадатковая вытворчасць (AM) прапануе шматлікія перавагі ў розных галінах. Гэтыя перавагі робяць гэта змяненнем гульняў у сучаснай вытворчасці.
Скарачэнне адходаў матэрыялу
AM выкарыстоўвае толькі матэрыял, неабходны для канчатковага прадукту. Такі падыход значна памяншае адходы ў параўнанні з традыцыйнымі метадамі.
Складаныя геаметрыі і складаныя канструкцыі
Я цудоўна стварае складаныя формы. Гэта можа стварыць часткі немагчыма зрабіць з звычайнымі метадамі.
Унутраныя каналы
Рашоткі структуры
Арганічныя формы
Больш хуткае прататыпаванне і больш кароткія тэрміны свінцу
Хуткае прататыпаванне становіцца рэальнасцю з AM. Гэта дазваляе хуткія ітэрацыі і больш хуткія цыклы распрацоўкі прадуктаў.
| Традыцыйнае прататыпаванне | прататыпавання |
| Тыдні да месяцаў | Гадзіны да дзён |
| Некалькі крокаў | Адзіны працэс |
| Высокія выдаткі на інструменты | Няма інструментаў |
Эканамічна эфектыўная невялікая партыйная вытворчасць
Я свеціць у атрыманні невялікіх колькасцей. Гэта выключае патрэбу ў дарагіх формах або інструментах.
Палепшаная ўстойлівасць
Зніжэнне адходаў азначае паляпшэнне ўстойлівасці. Am захоўвае рэсурсы і энергію.
Меншае спажыванне сыравіны
Зніжаныя патрэбы ў транспарце
Нізкае выкарыстанне энергіі ў вытворчасці
Патэнцыял для масавай налады
AM дазваляе індывідуальным патрэбам. Гэта адкрывае новыя магчымасці ў розных галінах:
Недахопы вытворчасці дабаўкі
У той час як Additive Manufacturing (AM) прапануе мноства пераваг, ён таксама мае абмежаванні. Разуменне гэтых недахопаў мае вырашальнае значэнне для яго эфектыўнага прымянення.
Абмежаваныя варыянты матэрыялу
AM выкарыстоўвае менш матэрыялаў, чым аднімальныя метады. Гэта абмежаванне можа абмежаваць яго выкарыстанне ў некаторых галінах.
Агульныя матэрыялы AM:
Тэрмапластыкі
Некаторыя металы
Пэўная кераміка
Павольная вытворчасць вялікага аб'ёму
Я цудоўна пераўзыходзіць невялікія партыі, але адстае ад масавага вытворчасці. Традыцыйныя метады часта пераўзыходзяць яго для вялікіх аб'ёмаў.
| Аб'ём вытворчасці | AM хуткасць | традыцыйная хуткасць |
| Невялікі (1-100) | Пост | Павольны |
| Сярэдняя (100-1000) | Умераны | Пост |
| Вялікі (1000+) | Павольны | Вельмі хутка |
Больш высокія маштабныя вытворчыя выдаткі
Для масавай вытворчасці AM можа быць даражэй. Кошт на адзінку не значна зніжаецца пры аб'ёме.
Ніжняя дакладнасць і аздабленне паверхні
Часткі AM могуць мець меншую дакладнасць, чым апрацаваныя. Іх павярхоўная аздабленне часта патрабуе паляпшэння.
Праблемы з жорсткімі талерантнасцю
Дасягненне жорсткіх допуску складана з AM. Гэта можа быць праблематычна для дэталяў, якія патрабуюць дакладных прыступаў.
Патрабаванні да апрацоўкі
Большасць дэталяў AM патрабуе дадатковай працы пасля друку. Гэта дадае час і кошт вытворчага працэсу.
Агульныя этапы пасля апрацоўкі:
Што такое аднімальнае вытворчасць?
Адніманне вытворчасці (SM) стварае аб'екты, выдаляючы матэрыял з цвёрдага блока. Гэта традыцыйны метад, які выкарыстоўваецца ў розных галінах.
Кароткая гісторыя
См узыходзіць да старажытных часоў. Раннія прыклады ўключаюць разьбу з каменя і дрэваапрацоўку. Сучасны SM развіваўся з прамысловай рэвалюцыяй, што прывяло да дакладных машын.
Як гэта працуе
SM пачынаецца з большага матэрыялу. Затым машыны або інструменты адрэжце лішні матэрыял, каб стварыць патрэбную форму.
Агульныя метады
Апрацоўка з ЧПУ
Кампутарныя машыны для лікавага кіравання (ЧПУ) выкарыстоўваюць запраграмаваныя інструкцыі для выдалення матэрыялу.
Фрэзер: разрэз матэрыялу пры дапамозе верціцца інструментаў
Зварот: фармуе цыліндрычныя часткі, паварочваючы нарыхтоўку
Свірэнне: стварае дзіркі ў матэрыяле
Лазерная рэзка
Гэтая тэхніка выкарыстоўвае магутны лазер для выразання матэрыялаў. Гэта дакладна і працуе на розных матэрыялах.
Рэзка вадзяной
Рэзка WaterJet выкарыстоўвае ваду высокага ціску, часта змешаную з абразіўнымі часціцамі, для выразання матэрыялаў.
Рэзка ў плазме
Рэзка плазменнага плаўлення расплаўляе матэрыял з выкарыстаннем электрычна праводнага газу. Гэта эфектыўна для рэзкі металу.
Электрычная апрацоўка разраду (EDM)
Для выдалення матэрыялу EDM выкарыстоўвае электрычныя разрады. Ідэальна падыходзіць для жорсткіх металаў і складаных формаў.
Дадатковыя падрабязнасці
Працэсы апрацоўкі
Шліфаванне: выкарыстоўвае абразіўныя колы для аздаблення дробнай паверхні
Пераадоленне: павялічвае і заканчвае дзіркі
Сумна: павялічвае адтуліны з дапамогай аднабаковых рэжучых інструментаў
Прынцыпы EDM
EDM працуе, ствараючы кантраляваныя электрычныя іскры паміж электродам і нарыхтоўкай.
Параметры лазернай рэзкі
Магутнасць: вызначае глыбіню рэзкі
Хуткасць: уплывае на якасць скарачэння
Фокус: уплыў на дакладнасць
Параметры рэзкі WaterJet
Ціск: Звычайна 60 000 фунтаў на кв.дюйм або вышэй
Абразіўны расход: уплывае на хуткасць і якасць рэзкі
Дыяметр сопла: уплывы скарацілі шырыню і дакладнасць
Перавагі аднімальнага вытворчасці
Аднімальнае вытворчасць (SM) прапануе шматлікія перавагі ў галінах. Гэтыя перавагі робяць яго найважнейшым метадам у сучаснай вытворчасці.
Шырокі спектр сумяшчальных матэрыялаў
SM працуе з шырокім разнастайнасцю матэрыялаў:
Металы (сталь, алюміній, тытан)
Пластыка (ABS, ПВХ, акрыл)
Кампазіты (вугляродныя валакна, шкловалакно)
Дрэва
Шкло
Каменны
Гэтая універсальнасць дазваляе SM для задавальнення розных вытворчых патрэбаў.
Высокая дакладнасць і дакладнасць
SM пераўзыходзіць стварэнне вельмі дакладных дэталяў. Гэта дасягае жорсткіх допуску, часта да 0,001 цалі.
| Тэхніка | Тыповая талерантнасць |
| ЧПУ фрэзеравання | ± 0,0005 ' |
| EDM | ± 0,0001 ' |
| Лазерная рэзка | ± 0,003 ' |
Выдатная аздабленне паверхні
SM вырабляе дэталі з цудоўнай якасцю паверхні. Гэта часта ліквідуе неабходнасць у дадатковых аздаблення працэсах.
Больш хуткая вытворчасць з вялікім аб'ёмам
Для вытворчасці з высокім аб'ёмам, SM Outpaces метады дабаўкі:
Шматэкс-машыны з ЧПУ працуюць хутка
Аўтаматызаванае змяненне інструмента зніжае час прастою
Адначасовыя аперацыі на розных частках
Эканамічная вытворчасць з высокім аб'ёмам
SM становіцца больш эканамічным па меры павелічэння аб'ёму вытворчасці. Першапачатковыя выдаткі на ўстаноўку кампенсуюцца больш хуткімі паказчыкамі вытворчасці.
Стварэнне маштабнай часткі
SM лёгка апрацоўвае вялікія кампаненты. Ідэальна падыходзіць для галін, якія патрабуюць значных частак:
Аэракасмічная (кампаненты самалётаў)
Аўтамабільны (блокі рухавіка)
Будаўніцтва (структурныя элементы)
Недахопы аднімальнага вытворчасці
Хоць аднімальнае вытворчасць (SM) прапануе мноства пераваг, ён таксама мае абмежаванні. Разуменне гэтых недахопаў мае важнае значэнне для эфектыўнага прымянення.
Вышэйшыя матэрыяльныя адходы
SM выдаляе матэрыял для стварэння дэталяў. Гэты працэс стварае значныя адходы:
Да 90% матэрыялу ў некаторых выпадках можа стаць лом
Для некаторых матэрыялаў могуць быць абмежаваныя варыянты перапрацоўкі
Павышэнне ўздзеяння на навакольнае асяроддзе з -за ўтылізацыі адходаў
Абмежаванае стварэнне складанай геаметрыі
SM змагаецца са складанымі дызайнамі:
Унутраныя паражніны складаныя для атрымання
Некаторыя формы могуць запатрабаваць некалькіх налад або спецыялізаваных інструментаў
Некаторыя складаныя асаблівасці могуць быць немагчымыя для машыны
Больш працяглыя тэрміны налады і больш высокія выдаткі на інструмент
SM часта патрабуе шырокай падрыхтоўкі:
| на аспект | уплыў |
| Выбар інструмента | Працаёмкі |
| Машыннае праграмаванне | Патрабуе вопыту |
| Стварэнне прыстасавання | Дадатковыя выдаткі |
Меншая гнуткасць дызайну
Мадыфікацыя канструкцый у SM можа быць дарагім:
Змены могуць запатрабаваць новага інструмента
Перапраграмаванне машын часта неабходныя
Існуючыя ўстаноўкі могуць састарэць
Больш высокія патрабаванні да навыкаў аператара
SM машыны патрабуюць кваліфікаваных аператараў:
Разуменне матэрыяльных уласцівасцей
Веданне хуткасці скарачэння і хуткасці падачы
Здольнасць інтэрпрэтаваць складаныя тэхнічныя чарцяжы
Выдаткі на знос інструмента і замену
SM Tools з цягам часу пагаршаецца:
Неабходная звычайная замена інструмента
Якасныя інструменты могуць быць дарагімі
Зношаныя інструменты могуць паўплываць на якасць часткі
Параўнанне дабаўкі супраць аднімання вытворчага
| аспекту | Вытворчасць Вытворчасць | Вытворчасць Вытворчасць |
| Працэс | Стварае аб'екты, дадаючы пласты матэрыялу | Выдаляе матэрыял з большага кавалка, каб стварыць прадметы |
| Матэрыяльныя адходы | Мінімальныя адходы | Высокія матэрыяльныя адходы |
| Сумяшчальныя матэрыялы | Абмежаваны (у асноўным пластмаса і некаторыя металы) | Шырокі дыяпазон (металы, пластыка, дрэва, шкло, камень) |
| Складанасць | Можа вырабляць вельмі складаныя і складаныя геаметрыі | Лепш падыходзіць для адносна простых геаметрый |
| Акуратнасць | Менш дакладныя (допускі да 0,100 мм) | Больш дакладныя (допускі да 0,025 мм) |
| Аб'ём вытворчасці | Падыходзіць для невялікіх партый | Ідэальна падыходзіць для вялікіх вытворчых запускаў |
| Хуткасць | Павольней для вялікіх аб'ёмаў | Хутчэй для вялікіх аб'ёмаў |
| Каштаваць | Больш эканамічна эфектыўныя для невялікіх колькасцей | Больш эканамічна эфектыўныя для вялікіх колькасцей |
| Гнуткасць дызайну | Высокая гнуткасць для зменаў дызайну | Менш гнуткі для зменаў дызайну |
| Аздабленне паверхні | Часта патрабуе пасля апрацоўкі | Можа вырабляць непасрэдна гладкую аздабленне |
| Навык аператара | Патрабуе менш кваліфікаваных аператараў | Патрабуе высокакваліфікаваных аператараў |
| Кошт абсталявання | Ніжняя першапачатковая кошт абсталявання | Вышэйшая першапачатковая кошт абсталявання |
| Інструмента | Патрабуецца мінімальны інструмент | Часта неабходныя шырокія інструменты |
| Устойлівасць | Больш устойлівы з -за менш адходаў | Менш устойлівы з -за матэрыяльных адходаў |
| Унутраныя функцыі | Можа лёгка стварыць унутраныя функцыі | Цяжка стварыць унутраныя функцыі |
| Абмежаванні памеру | Звычайна абмяжоўваецца меншымі часткамі | Можа стварыць маштабныя дэталі |
| Пасля апрацоўкі | Часта патрабуецца некалькі крокаў | Больш высокі ўзровень завяршэння пасля першапачатковага працэсу |
Гібрыдныя працэсы вытворчасці
Гібрыднае вытворчасць спалучае ў сабе вытворчасць дабаўкі (AM) і аднімальнае вытворчасць (SM). Такі падыход выкарыстоўвае моцныя бакі абодвух метадаў, ствараючы магутную сінэргію ў вытворчасці.
Вызначэнне і перавагі
Гібрыдныя працэсы інтэгруюць метады AM і SM:
Перавагі ўключаюць:
Прыклад патоку працэсу:
3D раздрукуйце амаль сеткавую форму
Апрацоўка з ЧПУ для дакладных памераў
Польскі для цудоўнай аздаблення паверхні
Агульныя прыкладанні
гібрыднай
| Вытворчасць | |
| Інструмента | Складаныя канструкцыі з жорсткімі допускамі |
| Джыгі і прыстасаванні | Карыстальніцкія формы з трывалай аздабленнем |
| Дэталі з высокай талерантнасцю | Складаная геаметрыя з дакладнымі асаблівасцямі |
Прамысловасць, якія выкарыстоўваюць гібрыдныя працэсы:
Выбар паміж дабаўкімі і аднімальнымі вытворчасцю
Выбар правільнага метаду вытворчасці залежыць ад розных фактараў. Кожны працэс прапануе розныя перавагі, таму вельмі важна ўзгадніць ваш выбар з патрабаваннямі праекта.
Фактары, якія трэба ўлічваць пры выбары метаду вытворчасці
Матэрыяльныя патрабаванні
Выбар матэрыялу гуляе важную ролю. Звычайна вытворчасць дабаўкі (AM) лепш за ўсё працуе з пластмасам і некаторымі металамі, тады як аднімальнае вытворчасць (SM) можа апрацоўваць шырокі спектр матэрыялаў, уключаючы металы, пластмасу, дрэва і шкло. Калі вам патрэбныя складаныя матэрыялы і больш высокія трываласці, SM часта з'яўляецца лепшым варыянтам.
Частка складанасці і дызайну
Для складаных канструкцый са складанай геаметрыяй - такія, як унутраныя паражніны або артыкулюючыя суставы - Am пераўзыходзіць, што дазваляе забяспечыць высокую наладу. SM, хоць і дакладны, можа змагацца з надзвычай складанымі канструкцыямі. Гэта лепш падыходзіць для больш простых або прамежкавых геаметрый, дзе неабходныя жорсткія допускі.
Аб'ём вытворчасці і маштабаванасць
AM ідэальна падыходзіць для аб'ёмаў з нізкай і сярэдняй вытворчасці, такіх як хуткае прататыпаванне або вытворчасць невялікай партыі. Для маштабнай вытворчасці SM значна больш эфектыўна, асабліва пры вытворчасці тысяч аднолькавых частак. Па меры павелічэння аб'ёму вытворчасці эканамічная эфектыўнасць SM становіцца зразумелай.
Час і час да рынку
Праекты, якія патрабуюць кароткага часу, выгады ад AM з -за мінімальнай налады і хуткага пераходу ад дызайну да прадукту. Аднак для большай вытворчасці SM можа прапанаваць больш хуткі час вырабу, калі ўстаноўка завершана, асабліва для металічных дэталяў.
Бюджэтныя і выдаткі
AM больш эканамічна эфектыўная для невялікіх, складаных частак, асабліва пры правядзенні прататыпаў. Аднак SM становіцца больш эканамічным для вялікіх частак або высокіх аб'ёмаў вытворчасці. Выдаткі на ўстаноўку і кошт за частку звычайна памяншаюцца па меры павелічэння аб'ёму SM.
Мэты ўстойлівасці
Я стварае менш адходаў, што робіць яго больш устойлівым варыянтам. SM, хоць і хутчэй для вялікіх прабегаў, вырабляе значныя матэрыяльныя адходы ў выглядзе чыпсаў або абрэзкаў. Калі ўстойлівасць з'яўляецца ключавым прыярытэтам, я можа быць лепш падыходзіць.
Матрыца рашэння для дабаўкі супраць аднімання вытворчасці
Наступная матрыца рашэння дае кароткае параўнанне фактараў, якія дапамогуць вам выбраць правільны метад:
| фактараў (AM) | Вытворчасць дабаўкі | аднімаецца вытворчасць (SM) |
| Матэрыяльны дыяпазон | Абмежаваны (у асноўным пластмаса, некаторыя металы) | Шырокія (металы, пластыка, дрэва, шкло) |
| Частка складанасці | Апрацоўвае складаныя, мудрагелістыя канструкцыі | Лепш за ўсё для больш простых, дакладных геаметрый |
| Аб'ём вытворчасці | Ідэальна падыходзіць для невялікай партыі, прататыпавання | Эфектыўна для масавага вытворчасці |
| Час вядзення | Больш хуткая ўстаноўка, хуткі паварот | Павольная ўстаноўка, хутчэй для вялікіх прабегаў |
| Каштаваць | Даражэй для вялікіх частак ці металаў | Больш эканамічна эфектыўныя пры вялікіх аб'ёмах |
| Устойлівасць | Менш адходаў, больш устойлівы | Значныя адходы, менш устойлівыя |
Выкарыстоўвайце гэтую матрыцу, каб узгадніць патрэбы вашага праекта з моцнымі бакамі кожнага метаду вытворчасці.
У рэальным свеце прыкладання дабавак і аднімання вытворчасці
Вытворчасць (AM) і аднімальнае вытворчасць (SM) гуляюць вырашальную ролю ў розных галінах. Іх заяўкі працягваюць пашырацца і развівацца.
Аэракасмічная і авіяцыя
AM: Лёгкія кампаненты, складаныя геаметрыі
SM: высокадакладныя дэталі рухавіка, структурныя элементы
Аўтамабільная прамысловасць
AM: Хуткае прататыпаванне, заказ
SM: Блокі рухавіка, кампаненты перадачы
Медыцынскі і стаматалагічны
AM: Карыстальніцкія імплантаты, пратэзаванне
SM: Хірургічныя інструменты, зубныя кароны
Тавары народнага спажывання і электронікі
AM: Персаналізаваныя прадукты, дробныя прадметы
SM: Спрбухфоны, кампаненты ноўтбука
Прамысловая тэхніка і інструменты
Архітэктура і будаўніцтва
AM: Маштабныя мадэлі, дэкаратыўныя элементы
SM: Структурныя кампаненты, элементы фасада
Выснова
Дадатковыя і аднімальныя вытворчасці маюць унікальныя моцныя і слабыя бакі. Я цудоўна ў складаных канструкцыях і наладах. SM прапануе дакладнасць і ўніверсальнасць матэрыялу.
Разуменне гэтых адрозненняў мае вырашальнае значэнне для прыняцця абгрунтаваных вытворчых рашэнняў. Разгледзім канкрэтныя патрэбы вашага праекта пры выбары метаду.
Ацаніце такія фактары, як матэрыял, складанасць, аб'ём і кошт. Гэта дапаможа вам выбраць лепшы падыход для вашых вытворчых мэтаў.
