Zein fabrikazio prozesu hobe gehitzen da geruzak gehitzea edo materiala kentzea? Fabrikazio gehigarria eta kenketa modu esanguratsuak dira. Desberdintasun horiek ulertzea funtsezkoa da metodo egokia aukeratzeko.
Post honetan, haien abantailak, mugak eta mundu errealeko aplikazioak aztertuko ditugu. Zure hurrengo proiektuaren bi ikuspegi horien artean nola erabaki ikasiko duzu.
Zer da gehigarri fabrikazioa?
Fabrikazio gehigarria (AM) objektuak sortzen dituen prozesua da, geruzaren geruzaren arabera geruza gehituta, normalean 3D eredu batean oinarrituta. Metodo tradizionalak ez bezala, materiala kentzen dutenak ez bezala, piezak hutsetik eraikitzen dira, diseinu korapilatsuak eta eraginkortasun materialak ahalbidetuz.
Fabrikazio gehigarriko historia laburra
AM kontzeptua 1980ko hamarkadakoa da, 3D inprimatzeko teknologiak sartu zirenean. Berrikuntza goiztiarrak prototipatze azkarrak izan ziren, produktu prototipoak sortzeko modu azkarragoak eta merkeagoak eskainiz. Orduz geroztik, Industria aplikazio ugaritan bilakatu da, aeroespaziala, automobilgintza eta arlo medikoak barne.
Nola fabrikazio gehigarriak funtzionatzen du
Fabrikazio gehigarria CAD eredu batekin hasten da. Eredua softwarea erabiliz geruza meheetan xerratzen da. Amak makinak materiala, geruza geruza gehitzen du, azken objektua eratu arte. Erabilitako materialak plastikoetatik metaletara. Prozesuaren arabera, postprozesazioa eska dezake, hala nola garbiketa edo sendatzea, zatia osatzeko.
Fabrikaziorako ohiko teknika arruntak
Hainbat teknika amaren aterkiaren azpian erortzen dira, bakoitzak abantaila paregabeak eskaintzen ditu:
3D inprimaketa
3D inprimaketa amets handiena da. Objektuak eraikitzen ditu plastikoa edo metala bezalako materialak geruzak erabiliz. Pieza eta prototipo pertsonalizatuak egiteko aproposa, oso eskuragarri eta eraginkorra da aplikazio txikiagoetarako.
Laser Sintering selektiboa (SLS)
SLS-ek laserra erabiltzen du hautsezko material sinterra, normalean plastikoa edo metala, zati solidoetan. Geometria konplexuak dituzten prototipo iraunkorrak eta funtzionalak sortzeagatik da ezaguna.
Fussedako gordailuen modelatzea (FDM)
FDM-k filamentu termoplastikoak berotu bidez lan egiten du. Normalean kostu baxuko plastikozko piezak prototipatzeko eta ekoizteko erabiltzen da.
Estereolitografia (SLA)
SLAk argi ultramorea erabiltzen du erretxina geruza likidoa sendatzeko geruzaren arabera, akabera leunak dituzten pieza oso zehatzak sortuz. Diseinu korapilatsuetarako eta xehetasun finetarako egokia da.
Zuzeneko metalezko laser sinterizazioa (DMLS)
DMLS-ek metalezko piezak eraikitzen ditu laserra erabiliz metalezko hauts finak sintonizatuz. Teknika hau aproposa da aeroespaziala bezalako industrietarako metalezko osagai konplexuak eta sendoak ekoizteko.
Gehigarrien fabrikazio teknika osagarriak
Normalean ezagutzen diren metodoez gain, beste hainbat teknika aurreratu erabilgarri daude:
Laborgailuak Jetting : hauts-geruzaren artean selektibitate-agente bat, egitura konplexuak sortuz.
Zuzendutako energiaren deposizioa (ded) : teknika honek energia termikoa bideratuta erabiltzen du materialak metatzen diren heinean, maiz konpontzeko edo ezaugarriak gehitzeko erabiltzen direnak.
Materialen estrusioa : materiala selektiboki estaltzen da tobera baten bidez geruzak eraikitzeko, termoplastikoekin erabiltzen direnak.
Materialak Jetting : Material tantak geruzaren arabera metatzen dira geruza bidez pieza zehatzak sortzeko, askotan fotopolimeroak erabiliz.
FITXA Laminazioa : material xaflak geruza lotzen dira geruzaren arabera, metaletarako eta konposatuetarako egokia.
BEZaren fotopolimerizazioa : erretxina likidoa argi bidez sendatzen da, zati sendoak osatzeko, prototipatze eta ekoizpenean aplikazioak erabiliz.
Fabrikazio gehigarrien abantailak
Fabrikazio gehigarriek (am) -ek abantaila ugari eskaintzen dituzte industrietan. Abantaila horiek joko-aldagaia bihurtzen dute ekoizpen modernoan.
Material murriztua
Amak azken produkturako behar duen materiala soilik erabiltzen du. Ikuspegi honek nabarmen murrizten ditu hondakinak metodo tradizionalekin alderatuta.
Geometria konplexuak eta diseinu korapilatsuak
Forma konplexuak sortzen ari naiz. Ohiko teknikekin ezinezkoa den piezak sor ditzake.
Barne kanalak
Zorrotzako egiturak
Inprimaki organikoak
Prototipatze azkarragoa eta berune laburragoa
Prototipo azkarra errealitate bihurtzen da Am-ekin. Iterazio azkarrak eta produktuen garapen ziklo azkarragoak ahalbidetzen ditu.
| Prototipatze tradizionala | prototipatzea da |
| Asteak hilabeteetan | Orduak egunetara |
| Pauso anitz | Prozesu bakarra |
| Tresna handiko kostuak | Tresnerik ez |
Sorta-ekoizpen txikiko kostu eraginkorra
Kantitate txikiak ekoizten ari naiz. Molde edo tresna garestien beharra ezabatzen du.
Iraunkortasuna hobetzea
Hondakinen murrizketa iraunkortasuna hobetzera itzultzen da. Baliabideak eta energia kontserbatzen ditut.
Lehengaien kontsumoa gutxiago
Garraio murriztuko beharrak
Energia-erabilera txikiagoa ekoizpenean
Pertsonalizazio masiboa egiteko potentziala
Produktuak indibidual beharretara egokitzeko aukera ematen dit. Horrek aukera berriak irekitzen ditu hainbat arlotan:
Fabrikazio gehigarrien desabantailak
Fabrikazio gehigarriak (am) abantaila ugari eskaintzen dituen bitartean, mugak ere baditu. Eragozpen horiek ulertzea funtsezkoa da aplikazio eraginkorra lortzeko.
Materialen aukera mugatuak
Metodo subtractive baino material gutxiago erabiltzen ditut. Murrizketa honek industria jakin batzuetan erabil dezake.
Am ohikoak materialak:
Termoplastikoak
Metal batzuk
Zeramika jakin batzuk
Bolumen handien ekoizpen motelagoa
Lote txikietan nabarmentzen naiz baina ekoizpen masiboan atzerapenak. Metodo tradizionalek askotan irabazten dute bolumen handietarako.
| Ekoizpen bolumena | abiadura | tradizionala da |
| Txikia (1-100) | Agudo | Motel |
| Ertaina (100-1000) | Neurritsu | Agudo |
| Handia (1000+) | Motel | Oso azkar |
Eskala handiko produkzio kostuak
Ekoizpen masiboa egiteko, garestiagoa izan daiteke. Unitate bakoitzeko kostua ez da nabarmen murrizten bolumenarekin.
Beheko zatiaren zehaztasuna eta gainazal akabera
Am zatiek mekanizatutakoak baino zehaztasun txikiagoa izan dezakete. Haien gainazal akaberak askotan hobekuntza eskatzen du.
Tolerantzia estuko erronkak
Tolerantzia estuak lortzea zaila da amarekin. Hau arazo zehatzak behar dituzten piezetarako arazoa izan daiteke.
Tratamendu osteko baldintzak
Amaren zati gehienak inprimatu ondoren lan gehigarria behar dute. Horrek denbora eta kostua gehitzen ditu produkzio prozesuan.
Tratamendu osteko urrats arruntak:
Zer da kenketa fabrikazioa?
Fabrikazio gutxigarrien (SM) objektuak sortzen ditu objektuak bloke solido batetik kenduz. Hainbat industrietan erabilitako metodo tradizionala da.
Historia laburra
SM antzinako garaiak dira. Adibide goiztiarrek harrizko taila eta egurra lantzea dira. SM modernoa iraultza industrialarekin eboluzionatu zen, makina-erreminta zehatzak ekarri zituen.
Nola funtzionatzen duen
SM material handiago batekin hasten da. Makinak edo tresnek gehiegizko materiala moztu nahi dute nahi duzun forma sortzeko.
Teknika arruntak
CNC mekanizatzea
Ordenagailuen zenbakizko kontrolak (CNC) makinak materiala kentzeko programatutako argibideak erabiltzen dituzte.
Fresatzeko: material birakariak erabiliz mozten du materiala
Buelta: pieza zilindrikoak formak piezak biratuz
Zulaketa: materialaren zuloak sortzen ditu
Laser ebaketa
Teknika honek material handiko laser bat erabiltzen du materialak mozteko. Hainbat materialetan zehatza da eta lan egiten du.
Waterjet ebaketa
Waterjet ebaketek presio handiko ura erabiltzen dute, askotan partikula urratzaileekin nahastuta, materialak mozteko.
Plasma moztea
Plasma mozteko materiala urtzen da elektrikoki eroale gasa erabiliz. Metala mozteko eraginkorra da.
Deskarga elektrikoaren mekanizazioa (EDM)
EDMk isurketa elektrikoak erabiltzen ditu materiala kentzeko. Metal gogorrak eta forma konplexuak egiteko aproposa da.
Xehetasun osagarriak
Mekanizazio prozesuak
Artezteko: Gurpil urratzaileak erabiltzen ditu gainazal finetarako akaberetarako
Reaming: Handiak handitzen eta bukatzen ditu
Aspertzea: punta bakarreko ebaketa tresnak dituzten zuloak handitzen ditu
EDM printzipioak
EDMk elektrodo eta piezaren arteko txinpartak kontrolatutako kontrolak sortuz lan egiten du.
Laser ebaketa parametroak
POWER: Ebaketa sakontasuna zehazten du
Abiadura: Kalitate ebakiari eragiten dio
Fokua: zehaztasunaren eragina
Waterjet ebaketa parametroak
Presioa: Normalean 60.000 PSI edo handiagoa
Fluxu urratzailearen tasa: ebaketa abiadura eta kalitatea eragiten ditu
Toberaren diametroa: eraginak ebaki zabalera eta zehaztasuna
Fabrikazio kengarrien abantailak
Subtractive Manufacting (SM) abantaila ugari eskaintzen ditu industrietan. Abantaila horiek metodo erabakigarria bihurtzen dute ekoizpen modernoan.
Material bateragarriak sorta zabala
SM-k material ugari eskaintzen ditu:
Metalak (altzairua, aluminioa, titanioa)
Plastikoak (ABS, PVC, akrilikoak)
Konposatuak (karbono zuntzak, beira-zuntzak)
Egur
Edalontzi
Harri
Aldakortasun horrek sm-a askotariko manufakturaren beharrak asetzeko aukera ematen du.
Zehaztasun eta zehaztasun handia
SM pieza oso zehatzak sortzen ditu. Tolerantzia estuak lortzen ditu, askotan 0,001 hazbete bezain txikiak.
| teknika | Tolerantzia tipikoa |
| CNC fresatzea | ± 0.0005 ' |
| Edm | ± 0.0001 ' |
| Laser ebaketa | ± 0,003 ' |
Gainazal bukaketa bikaina
SM-k gainazaleko kalitate gorena duten piezak ekoizten ditu. Horrek askotan akabera gehigarrien beharra ezabatzen du.
Bolumen handiko produkzioa azkarragoa
Bolumen handiko produkziorako, SM irteerak metodo gehigarriak:
Ardatz anitzeko CNC makinak azkar funtzionatzen dute
Tresna automatizatutako aldaketak murrizten ditu
Aldibereko eragiketak zati desberdinetan
Bolumen handiko produkzio kostu eraginkorra
Sm ekonomikoagoa bihurtzen da ekoizpen bolumena handitzen doan heinean. Hasierako konfigurazio kostuak ekoizpen tasa azkarragoen bidez konpentsatzen dira.
Eskala handiko zatia sortzea
SM-k osagai handiak erraz maneiatzen ditu. Zati nabarmenak behar dituzten industrietarako aproposa da:
Aeroespaziala (hegazkinen osagaiak)
Automobilgintza (motorraren blokeak)
Eraikuntza (Elementu estrukturalak)
Fabrikazio kengarrien desabantailak
Subtractive Manufacting (SM) abantaila ugari eskaintzen dituen bitartean, mugak ere baditu. Eragozpen horiek ulertzea ezinbestekoa da aplikazio eraginkorra lortzeko.
Material altuko hondakinak
SMak piezak sortzeko materiala kentzen du. Prozesu honek hondakin garrantzitsuak sortzen ditu:
Materialaren% 90 gehienez txatarra izan daiteke kasu batzuetan
Birziklapen aukerak material jakin batzuetarako mugatu daitezke
Ingurumenaren gaineko eragina areagotzea hondakinak botatzeagatik
Geometria sorkuntza konplexu mugatua
Diseinu korapilatsuak dituzten borrokak:
Barne barrunbeak ekoizteko erronka dira
Forma jakin batzuek konfigurazio anitz edo tresna espezializatuak behar dituzte
Ezaugarri konplexu batzuk ezin dira makinarik izan
Konfigurazio denbora luzeagoak eta tresna handiagoko kostuak
SM sarritan prestaketa zabala behar da:
| alderdiaren | eragina |
| Tresna hautatzea | Denbora kontsumitzen |
| Makina programazioa | Espezializazioa eskatzen du |
| Zabalkuntza sortzea | Kostu osagarria |
Diseinu malgutasun gutxiago
SM-n diseinuak aldatzea garestia izan daiteke:
Aldaketek tresna berriak behar dituzte
Makinak berriro programatzea beharrezkoa da
Dauden konfigurazioak zaharkituta egon daitezke
Goi mailako operadorearen trebetasun baldintzak
SM makinek operadore kualifikatuak eskatzen dituzte:
Materialen propietateak ulertzea
Abiadura eta elikadura tasen inguruko ezagutza
Marrazki tekniko konplexuak interpretatzeko gaitasuna
Tresna higadura eta ordezko kostuak
SM tresnak denboran zehar degradatzen dira:
Tresna erregularreko ordezkapena beharrezkoa da
Kalitate handiko tresnak garestiak izan daitezke
Tresna higatuak zati kalitatean eragina izan dezake
Gehigarriaren alderaketa eta kenketa Fabrikazioaren
| alderdia | Fabrikazio | gehigarriaren fabrikazio-fabrikazioa |
| Erabili | Objektuak eraikitzen ditu material geruzak gehituz | Pieza handiago batetik materiala kentzen du objektuak sortzeko |
| Material hondakinak | Hondakin minimoak | Material handiko hondakinak |
| Material bateragarriak | Mugatua (plastikoak eta metal batzuk) | Barruti zabala (metalak, plastikoak, egurra, beira, harria) |
| Konplexitate | Geometria oso konplexuak eta korapilatsuak sor ditzake | Hobeto egokitzen geometria nahiko sinpleetarako |
| Zehaztasun | Zehatzagoa (tolerantziak 0,100 mm bezain estuak) | Zehatzagoak (tolerantziak 0,025 mm bezain estuak) |
| Ekoizpen bolumena | Egokia da lote txikientzako | Ekoizpen handiko korrika egiteko aproposa |
| Abiadura | Motelagoak bolumen handietarako | Bolumen handientzako azkarragoa |
| Kostatu | Kantitate txikientzako errentagarriagoa da | Kantitate handiak kostu handiagoak |
| Diseinu malgutasuna | Diseinu aldaketarako malgutasun handia | Gutxiago malgua diseinu aldaketetarako |
| Azaleko akabera | Askotan prozesamendua eskatzen du | Akabera leunak zuzenean sor ditzake |
| Operadorearen trebetasuna | Operadore kualifikatu gutxiago behar ditu | Kualifikazio handiko operadoreak behar ditu |
| Ekipamenduen kostua | Hasierako ekipoen kostua txikiagoa | Hasierako ekipoen kostua |
| Eta tresneria | Tresna minimoa beharrezkoa da | Tresna zabala maiz behar da |
| Iraunkortasun | Iraunkorragoa hondakin gutxiago dela eta | Iraunkortasun txikiagoa hondakin materialengatik |
| Barne-ezaugarriak | Barne-ezaugarriak erraz sor ditzake | Barne-ezaugarriak sortzea zaila |
| Tamaina mugak | Orokorrean zati txikiagoetara mugatuta | Eskala handiko piezak sor ditzake |
| Postprocestazioa | Askotan urrats ugari behar dira | Osatze maila altuagoa hasierako prozesuaren ondoren |
Fabrikazio hibridoen prozesuak
Fabrikazio hibridoak fabrikazio gehigarria (am) eta kenketa fabrikazio (sm) konbinatzen ditu. Ikuspegi honek bi metodoen indarguneak aprobetxatzen ditu, produkzioan sinergia indartsua sortuz.
Definizioa eta onurak
Prozesu hibridoak AM eta SM teknikak integratzen dira:
Onurak honako hauek dira:
Adibide prozesuaren fluxua:
3D inprimatu neure burua garbia
CNC mekanizazioa dimentsio zehatzak lortzeko
Poloniarra gainazaleko akabera lortzeko
Aplikazio arruntak
Fabrikazio hibridoak hainbat arlotan nabarmentzen dira:
| Eskaera | prestazioa |
| Eta tresneria | Diseinu konplexuak tolerantzia estuekin |
| Jigs eta lanabesak | Forma pertsonalizatuak akabera iraunkorrekin |
| Tolerantzia handiko piezak | Ezaugarri zehatzak dituzten geometria korapilatsuak |
Prozesu hibridoak erabiltzen dituzten industriak:
Fabrikazio gehigarri eta kengarrien artean aukeratzea
Eskuineko fabrikazio metodoa hautatzea hainbat faktoreren araberakoa da. Prozesu bakoitzak abantaila desberdinak eskaintzen ditu, beraz, funtsezkoa da zure aukera proiektuaren eskakizunekin lerrokatzea.
Fabrikazio metodoa hautatzerakoan kontuan hartu beharreko faktoreak
Material eskakizunak
Materialak aukeratzeak paper garrantzitsua du. Fabrikazio gehigarrien (am) normalean plastikoekin eta metal batzuekin funtzionatzen du, eta, berriz, fabrikazio subtractiarrak (SM) material sorta zabala izan dezake, metalak, plastikoak, egurra eta beira barne. Makina gogorreko materialak edo iraunkortasun handiagoa behar baduzu, sm sarritan aukera hobea da.
Zati konplexutasuna eta diseinua
Geometria konplexuak dituzten diseinu korapilatuetarako, barneko barrunbeak edo artikulazio artikulazioak amore emanez, pertsonalizazio altua ahalbidetuz. SM, zehatz-mehatz, diseinu oso konplexuak izan daitezke. Hobeto egokia da geometria sinpleagoentzat edo bitartekoetarako tolerantzia estuak beharrezkoak diren.
Ekoizpen bolumena eta eskalagarritasuna
AM produkzio ertaineko bolumen baxuetarako aproposa da, hala nola, prototipatze azkarra edo sorta txikiko produkzioa. Eskala handiko produkziorako, SM askoz ere eraginkorragoa da, batez ere milaka zati berdinak ekoitzerakoan. Ekoizpen bolumena handitzen doan heinean, SMen kostu-eraginkortasuna argi geratzen da.
Beruna denbora eta denbora-azoka
Berunezko denbora laburra behar duten proiektuek amaren etekina aprobetxatu dute konfigurazio minimoaren eta diseinuaren trantsizio azkarra dela eta. Ekoizpen handiagoak lortzeko, ordea, SM-k fabrikazio denbora azkarragoak eskain ditzake konfigurazioa amaitu ondoren, batez ere metalezko piezetarako.
Aurrekontua eta kostuen mugak
AM kostuagoa da pieza txikientzat, batez ere prototipatzean. Hala ere, sm ekonomikoagoa da zati handiagoetarako edo ekoizpen handiko bolumenetarako. Konfigurazio kostuak eta zati bakoitzeko kostua normalean bolumena txikitzen da SM.
Iraunkortasunerako helburuak
Amak hondakin gutxiago sortzen ditu, aukera iraunkorragoa bihurtuz. SM, korrika handientzako azkarrago, material hondakin garrantzitsuak sortzen ditu patata frijitu edo txatarren moduan. Iraunkortasuna funtsezko lehentasuna bada, agian hoberena izan liteke.
Erabakiaren matrizea Adive vs. Subtractive Fabrikaziorako
Honako erabaki-matrizeak faktoreen konparazio azkarra eskaintzen du metodo egokia aukeratzen laguntzeko:
| faktorearen | fabrikazio gehigarria (am) | Fabrikazio kentzailea (SM) |
| Material sorta | Mugatua (gehienetan plastikoak, metal batzuk) | Zabala (metalak, plastikoak, egurra, beira) |
| Zati konplexutasuna | Diseinu konplexuak eta korapilatsuak kudeatzen ditu | Onena geometria sinpleagoentzat |
| Ekoizpen bolumena | Soldata txikientzako aproposa, prototipatzea | Ekoizpen masiboa egiteko eraginkorra |
| Berun denbora | Konfigurazio azkarragoa, txanda azkarra | Konfigurazio motelagoa, lasterketak azkarrago |
| Kostatu | Zati handiak edo metal handiak | Kostu eraginkorragoa bolumen altuagoetan |
| Iraunkortasun | Hondakin gutxiago, iraunkorragoa | Hondakin esanguratsuak, iraunkorrak |
Erabili matrize hau zure proiektuaren beharrak fabrikazio metodo bakoitzaren indarguneekin lerrokatzeko.
Fabrikazio gehigarri eta kengarrien mundu errealeko aplikazioak
Fabrikazio gehigarrien (am) eta kenketa fabrikazio (sm) funtsezko rolak erreproduzitzen dira hainbat industrietan. Haien aplikazioek zabaltzen eta eboluzionatzen jarraitzen dute.
Aeroespaziala eta Abiazioa
AM: Osagai arinak, geometria konplexuak
SM: Zehaztasun handiko motorren piezak, egiturazko elementuak
Automozioaren industria
AM: Prototipatze azkarra, pieza pertsonalizatuak
SM: Motor blokeak, transmisio osagaiak
Medikua eta hortzetakoa
AM: Inplante pertsonalizatuak, protesiak
SM: Instrumentu Kirurgikoak, Hortz Koroak
Kontsumo ondasunak eta elektronika
AM: Produktu pertsonalizatuak, sorta txikiko elementuak
SM: Smartphone estalkiak, ordenagailu eramangarrien osagaiak
Makineria eta tresna industrialak
Arkitektura eta eraikuntza
AM: Eskala ereduak, dekorazio elementuak
SM: Egiturazko osagaiak, fatxada elementuak
Bukaera
Fabrikazio gehigarri eta kenketak bakoitzak indargune eta ahulgune bakarrak ditu. Diseinu eta pertsonalizazio konplexuetan nabarmentzen dira. SM-k zehaztasun eta maleta materiala eskaintzen du.
Desberdintasun horiek ulertzea funtsezkoa da fabrikazio-erabakiak hartzeko. Kontuan hartu zure proiektuaren berariazko beharrak metodo bat aukeratzerakoan.
Ebaluatu materiala, konplexutasuna, bolumena eta kostua bezalako faktoreak. Honek zure fabrikazio helburuetarako ikuspegi onena hautatzen lagunduko dizu.
