Hvaða framleiðsluferli er betra - að bæta við lögum eða fjarlægja efni? Aukefni og frádráttarframleiðsla er mismunandi á verulegan hátt. Að skilja þennan mun er lykillinn að því að velja rétta aðferð.
Í þessari færslu munum við kanna kosti þeirra, takmarkanir og raunverulegar umsóknir. Þú munt læra að ákveða á milli þessara tveggja aðferða fyrir næsta verkefni þitt.
Hvað er aukefnaframleiðsla?
Aukefnaframleiðsla (AM) er ferli sem býr til hluti með því að bæta við efnislagi eftir lagi, venjulega byggt á 3D líkani. Ólíkt hefðbundnum aðferðum, sem fjarlægir efni, smíðar AM hluta frá grunni, sem gerir kleift að flókna hönnun og efnishagkvæmni.
Stutt saga um aukefnaframleiðslu
Hugmyndin um AM er aftur til níunda áratugarins, þegar 3D prentunartækni var fyrst kynnt. Snemma nýjungar miðuðu að því að skjótar frumgerðir, sem veittu hraðari og hagkvæmari leiðir til að búa til frumgerðir vöru. Síðan þá hefur AM þróast í fjölbreytt úrval iðnaðar, þar á meðal geimferða-, bifreiða- og læknissvið.
Hvernig aukefnaframleiðsla virkar
Aukefnaframleiðsla hefst með CAD líkani. Líkanið er skorið í þunn lög með hugbúnaði. AM vélin bætir síðan við efni, lag eftir lag, þar til loka hluturinn er myndaður. Efni sem notuð er er allt frá plasti til málma. Það fer eftir ferlinu, það getur krafist eftirvinnslu, svo sem hreinsun eða smíði, til að ljúka hlutanum.
Algengar aðferðir við aukefni
Nokkrar aðferðir falla undir regnhlíf AM, sem hver býður upp á einstaka kosti:
3D prentun
3D prentun er þekktasta AM aðferðin. Það byggir hluti með því að leggja efni eins og plast eða málm. Tilvalið fyrir sérsniðna hluta og frumgerðir, það er víða aðgengilegt og hagkvæmt fyrir smærri forrit.
Selective Laser Sintering (SLS)
SLS notar leysir við sintrigt efni, venjulega plast eða málm, í fastar hluta. Það er þekkt fyrir að búa til varanlegar, hagnýtar frumgerðir með flóknum rúmfræði.
Samsett útfellingarlíkan (FDM)
FDM vinnur með því að ná hitauppstreymisþráðum í gegnum upphitaða stút. Það er almennt notað til að frumgerð og framleiða lágmarkskostnað plasthluta.
Stereolithography (SLA)
SLA notar útfjólubláa ljós til að lækna fljótandi plastefni lag með lag og búa til mjög nákvæma hluta með sléttum áferð. Það hentar flóknum hönnun og fínum smáatriðum.
Bein málm leysir sintering (DML)
DMLS byggir málmhluta með því að sinta fínn málmduft með leysir. Þessi tækni er tilvalin til að framleiða flókna, sterka málmíhluti fyrir atvinnugreinar eins og geimferð.
Viðbótaraðferðir við aukefni
Til viðbótar við algengar aðferðir eru nokkrar aðrar háþróaðar aðferðir tiltækar:
Bindiefni þota : tengingarefni leggur val á milli duftlags og býr til flókin mannvirki.
Bein orkuspá (DED) : Þessi tækni notar einbeitt hitauppstreymi til að fella efni þegar þau eru sett, oft notuð til að gera við eða bæta eiginleikum við núverandi hluta.
Efni extrusion : Efni er valið útdregið í gegnum stút til að smíða lög, oft notuð með hitauppstreymi.
Efniþjálfun : Droplets af efni eru settir lag með lag til að búa til nákvæmar hluta, oft með ljósfjölliður.
Lagskiptingu : Efnisblöð eru tengd lag eftir lagi, hentugur fyrir málma og samsetningar.
Ljósfjölliðun á virðisaukaskatti : fljótandi plastefni er valið með ljósi til að mynda fastar hluta, með forritum bæði í frumgerð og framleiðslu.
Kostir aukefnisframleiðslu
Aukefnaframleiðsla (AM) býður upp á fjölda ávinnings milli atvinnugreina. Þessir kostir gera það að leikjaskipti í nútíma framleiðslu.
Minnkað sóun á efni
AM notar aðeins það efni sem þarf fyrir lokaafurðina. Þessi aðferð dregur verulega úr úrgangi miðað við hefðbundnar aðferðir.
Flóknar rúmfræði og flókin hönnun
Am skar sig fram úr því að búa til flókin form. Það getur framleitt hluti sem ómögulegt er að búa til með hefðbundnum aðferðum.
Innri rásir
Grindarvirki
Lífræn form
Hraðari frumgerð og styttri leiðartímar
Hröð frumgerð verður að veruleika með AM. Það gerir kleift að fá skjótar endurtekningar og hraðari vöruþróun.
| Hefðbundin frumgerð | AM frumgerð |
| Vikur til mánuði | Klukkustundir til daga |
| Mörg skref | Eitt ferli |
| Hátt verkfærakostnaður | Engin verkfæri |
Hagkvæm lítil framleiðsluframleiðsla
Am skín í að framleiða lítið magn. Það útrýma þörfinni fyrir dýr mót eða verkfæri.
Bætt sjálfbærni
Lækkun úrgangs þýðir bætt sjálfbærni. Er varðveitir auðlindir og orku.
Möguleiki á fjöldasöfnun
AM gerir kleift að sníða vörur að einstökum þörfum. Þetta opnar nýja möguleika á ýmsum sviðum:
Læknisfræðileg ígræðsla
Sérsniðin skartgripir
Persónulegar neysluvörur
Ókostir aukefnaframleiðslu
Þó að aukefnaframleiðsla (AM) býður upp á marga kosti, þá hefur það einnig takmarkanir. Að skilja þessa galla skiptir sköpum fyrir árangursríka notkun þess.
Takmarkaðir efnisvalkostir
AM notar færri efni en frádráttaraðferðir. Þessi takmörkun getur takmarkað notkun sína í ákveðnum atvinnugreinum.
Algengt AM efni:
Hitauppstreymi
Sumir málmar
Ákveðin keramik
Hægari magni framleiðsla
Am skar sig fram úr í litlum lotum en liggur í fjöldaframleiðslu. Hefðbundnar aðferðir fara oft yfir það fyrir mikið magn.
| Framleiðslumagn | Am Speed | hefðbundinn hraði |
| Lítill (1-100) | Hratt | Hægur |
| Miðlungs (100-1000) | Miðlungs | Hratt |
| Stór (1000+) | Hægur | Mjög hratt |
Hærri stórfelldur framleiðslukostnaður
Fyrir fjöldaframleiðslu getur AM verið dýrari. Kostnaður á hverja einingu lækkar ekki verulega með rúmmáli.
Nákvæmni í neðri hluta og áföng
AM hlutar geta haft lægri nákvæmni en vélar. Yfirborðsáferð þeirra þarf oft að bæta.
Þétt umburðarlyndi
Það er erfitt að ná þéttri vikmörkum. Þetta getur verið vandmeðfarið fyrir hluta sem þurfa nákvæmar passar.
Kröfur eftir vinnslu
Flestir AM hlutar þurfa viðbótarvinnu eftir prentun. Þetta bætir tíma og kostnaði við framleiðsluferlið.
Algeng skref eftir vinnslu:
Fjarlægja stuðningsvirki
Yfirborðs sléttun
Hitameðferð
Málverk eða lag
Hvað er frádráttarframleiðsla?
Stifaraframleiðsla (SM) býr til hluti með því að fjarlægja efni úr traustum reit. Það er hefðbundin aðferð sem notuð er í ýmsum atvinnugreinum.
Stutt saga
SM er frá fornu fari. Snemma dæmi eru steinskurður og trésmíði. Modern SM þróaðist með iðnbyltingunni, sem leiddi til nákvæmra vélatækja.
Hvernig það virkar
SM byrjar með stærra efni. Vélar eða verkfæri skera síðan frá umfram efni til að búa til viðeigandi lögun.
Algengar aðferðir
CNC vinnsla
Tölvutala stjórntæki (CNC) vélar nota forritaðar leiðbeiningar til að fjarlægja efni.
Milling: Skerðir efni með snúningstækjum
Snúning: mótar sívalur hluti með því að snúa vinnustykkinu
Drilling: Býr til göt í efninu
Laserskurður
Þessi tækni notar háknúnan leysir til að skera efni. Það er nákvæmt og virkar á ýmis efni.
WaterJet Cutting
Waterjet Cutting notar háþrýstingsvatn, oft blandað með svarfandi agnum, til að skera efni.
Plasma klippa
Plasma skera bráðnar efni með rafleiðandi gasi. Það er áhrifaríkt til að klippa málm.
Rafmagnslosun (EDM)
EDM notar rafmagns losun til að fjarlægja efni. Það er tilvalið fyrir harða málma og flókin form.
Viðbótarupplýsingar
Vinnsluferli
Mala: Notar svívirðileg hjól fyrir fínn yfirborð.
Reaming: Stækkar og lýkur götum
Leiðinlegt: Stækkar göt með eins stigs skurðartækjum
EDM meginreglur
EDM vinnur með því að búa til stjórnað rafmagns neisti milli rafskauts og vinnustykkisins.
Laser klippingarstærðir
Kraftur: ákvarðar skurðardýpt
Hraði: hefur áhrif á skurðargæði
Fókus: hefur áhrif á nákvæmni
Waterjet Cutting breytur
Þrýstingur: Venjulega 60.000 psi eða hærri
Slípandi rennslishraði: hefur áhrif á skurðarhraða og gæði
Þvermál stút: Áhrif á skurða breidd og nákvæmni
Kostir frádráttarframleiðslu
Stifaraframleiðsla (SM) býður upp á fjölda ávinnings milli atvinnugreina. Þessir kostir gera það að mikilvægri aðferð í nútíma framleiðslu.
Breitt úrval samhæfra efna
SM vinnur með umfangsmiklu úrvali af efnum:
Málmar (stál, ál, títan)
Plastefni (ABS, PVC, akrýl)
Samsetningar (koltrefjar, trefjagler)
Viður
Gler
Steinn
Þessi fjölhæfni gerir SM kleift að mæta fjölbreyttum framleiðsluþörfum.
Mikil nákvæmni og nákvæmni
SM skar sig fram úr því að búa til mjög nákvæma hluta. Það nær þéttum vikmörkum, oft eins litlum og 0,001 tommur.
| Tækni | Dæmigert umburðarlyndi |
| CNC Milling | ± 0,0005 ' |
| EDM | ± 0,0001 ' |
| Laserskurður | ± 0,003 ' |
Framúrskarandi yfirborðsáferð
SM framleiðir hluta með betri yfirborðsgæði. Þetta útrýma oft þörfinni fyrir viðbótar frágangsferli.
Hraðari framleiðsla í stórum stíl
Fyrir framleiðslu með mikla rúmmál, er SM umfangsaðferðir:
Multi-ás CNC vélar virka fljótt
Sjálfvirk verkfæribreyting dregur úr niður í miðbæ
Samtímis aðgerðir á mismunandi hlutum
Hagkvæm árangur með mikla rúmmál
SM verður hagkvæmara eftir því sem framleiðslugagnið eykst. Upphaflegur uppsetningarkostnaður er á móti hraðari framleiðsluhlutfalli.
Stórfelld sköpun hluta
SM meðhöndlar auðveldlega stóra hluti. Það er tilvalið fyrir atvinnugreinar sem þurfa verulegan hluta:
Ókostir frádráttarframleiðslu
Þó að frádráttarframleiðsla (SM) býður upp á marga kosti, þá hefur það einnig takmarkanir. Að skilja þessa galla er nauðsynlegur fyrir árangursríka notkun.
Hærri efnisúrgangur
SM fjarlægir efni til að búa til hluti. Þetta ferli býr til verulegan úrgang:
Allt að 90% af efni geta orðið rusl í sumum tilvikum
Endurvinnsluvalkostir geta verið takmarkaðir fyrir ákveðin efni
Aukin umhverfisáhrif vegna förgunar úrgangs
Takmörkuð flókin rúmfræði sköpun
SM glímir við flókna hönnun:
Innri holrúm eru krefjandi að framleiða
Ákveðin form geta krafist margra uppsetningar eða sérhæfðra tækja
Sumir flóknir eiginleikar gætu verið ómögulegir að vél
Lengri uppsetningartíma og hærri verkfærakostnað
SM þarf oft umfangsmikla undirbúning:
| á hlið | áhrif |
| VERKVAL | Tímafrek |
| Vélarforritun | Krefst sérþekkingar |
| Sköpun festingar | Aukakostnaður |
Minni sveigjanleiki hönnunar
Að breyta hönnun í SM getur verið kostnaðarsamt:
Breytingar geta krafist nýrra verkfæra
Endurforritunarvélar eru oft nauðsynlegar
Núverandi uppsetningar gætu orðið úreltar
Hærri kröfur um færni rekstraraðila
SM vélar krefjast hæfra rekstraraðila:
Skilningur á efnislegum eiginleikum
Þekking á skurðarhraða og fóðurhraða
Geta til að túlka flóknar tækniteikningar
Verkfærakostnaður kostnaður
SM Verkfæri niðurbrot með tímanum:
Reglulegt skipti á verkfærum er nauðsynlegt
Hágæða verkfæri geta verið dýr
Slitin verkfæri geta haft áhrif á gæði hluta
aukefni
| samanborið | á | Samanburður |
| Ferli | Smíðar hluti með því að bæta við lögum af efni | Fjarlægir efni úr stærra stykki til að búa til hluti |
| Efnislegur úrgangur | Lágmarks úrgangur | Hátt efni úrgangur |
| Samhæft efni | Takmarkað (aðallega plast og nokkrir málmar) | Breitt svið (málmar, plast, tré, gler, steinn) |
| Flækjustig | Getur framleitt mjög flóknar og flóknar rúmfræði | Hentar betur fyrir tiltölulega einfaldar rúmfræði |
| Nákvæmni | Minni nákvæm (vikmörk eins þétt og 0,100 mm) | Nákvæmari (vikmörk eins þétt og 0,025 mm) |
| Framleiðslurúmmál | Hentar fyrir litlar lotur | Tilvalið fyrir stórar framleiðsluhlaup |
| Hraði | Hægari fyrir mikið bindi | Hraðar fyrir mikið bindi |
| Kostnaður | Hagkvæmari fyrir lítið magn | Hagkvæmari fyrir mikið magn |
| Hönnun sveigjanleika | Mikill sveigjanleiki fyrir hönnunarbreytingar | Minni sveigjanleg fyrir hönnunarbreytingar |
| Yfirborðsáferð | Þarf oft eftirvinnslu | Getur framleitt slétt áferð beint |
| Rekstrarhæfni | Krefst minna hæfra rekstraraðila | Krefst mjög hæfra rekstraraðila |
| Búnaður kostar | Lægri upphafsbúnaður kostnaður | Hærri upphafsbúnaðarkostnaður |
| Verkfæri | Lágmarks verkfæri krafist | Umfangsmikil verkfæri þarf oft |
| Sjálfbærni | Sjálfbærari vegna minni úrgangs | Minni sjálfbær vegna efnisúrgangs |
| Innri eiginleikar | Getur auðveldlega búið til innri eiginleika | Erfitt að búa til innri eiginleika |
| Stærðartakmarkanir | Almennt takmarkað við minni hluta | Getur framleitt stórfellda hluti |
| Eftir vinnslu | Þarf oft mörg skref | Hærra frágangsstig eftir upphafsferli |
Hybrid framleiðsluferli
Hybrid framleiðslu sameinar aukefni framleiðslu (AM) og frádráttarframleiðslu (SM). Þessi aðferð nýtir styrk beggja aðferða og skapar öflug samlegðaráhrif í framleiðslu.
Skilgreining og ávinningur
Blendingur ferli samþætta AM og SM tækni:
Ávinningur felur í sér:
Dæmi um ferli:
3D prenta næstum netform
CNC vinnsla fyrir nákvæmar víddir
Pólska fyrir yfirburða yfirborðsáferð
Algeng forrit
Hybrid Framleiðsla skar sig fram úr á ýmsum sviðum:
| umsóknar | Bætur |
| Verkfæri | Flókin hönnun með þéttri vikmörk |
| Jigs og innréttingar | Sérsniðin form með varanlegum áferð |
| Hátt í þol | Flóknar rúmfræði með nákvæmum eiginleikum |
Atvinnugreinar nota blendingaferli:
Aerospace
Bifreiðar
Lækningatæki
Sérsniðin framleiðsla
Velja milli aukefna og frádráttarframleiðslu
Að velja rétta framleiðsluaðferð fer eftir ýmsum þáttum. Hvert ferli býður upp á sérstaka kosti, svo það skiptir sköpum að samræma val þitt við verkefnakröfur.
Þættir sem þarf að hafa í huga við val á framleiðsluaðferð
Efnislegar kröfur
Val á efni gegnir mikilvægu hlutverki. Aukefnaframleiðsla (AM) virkar venjulega best með plasti og sumum málmum, en frádráttarframleiðsla (SM) ræður við breitt úrval af efnum, þar á meðal málmum, plasti, tré og gleri. Ef þú þarft erfitt að vél eða meiri endingu er SM oft betri kosturinn.
Hluti flækjustig og hönnun
Fyrir flókna hönnun með flóknum rúmfræði - svo sem innri holrúm eða mótandi liðum - er framúrskarandi, sem gerir kleift að aðlaga mikla. SM, þó að hann sé nákvæmur, gæti glímt við afar flókna hönnun. Það hentar betur fyrir einfaldari eða millistig rúmfræði þar sem þétt vikmörk eru nauðsynleg.
Framleiðslurúmmál og sveigjanleiki
AM er tilvalið fyrir lágt til miðlungs framleiðslurúmmál, svo sem skjót frumgerð eða smáframleiðslu. Fyrir stórfellda framleiðslu er SM mun skilvirkara, sérstaklega þegar þú framleiðir þúsundir eins hluta. Þegar framleiðslumagn eykst verður hagkvæmni SM skýr.
Leiðtíma og tími til markaðssetningar
Verkefni sem krefjast stutts leiðslutíma ávinnings af AM vegna lágmarks uppsetningar og hratt umskipti frá hönnun yfir í vöru. Fyrir stærri framleiðsluhlaup getur SM hins vegar boðið skjótari framleiðslutíma þegar uppsetningunni er lokið, sérstaklega fyrir málmhluta.
Fjárhagsáætlun og kostnaðarþvinganir
AM er hagkvæmara fyrir litla, flókna hluti, sérstaklega þegar frumgerð. SM verður þó hagkvæmari fyrir stærri hluta eða hátt framleiðslumagn. Uppsetningarkostnaður og kostnaður á hvern hluta lækkar venjulega eftir því sem rúmmál eykst í SM.
Sjálfbærni markmið
AM býr til minni úrgang, sem gerir það að sjálfbærari valkosti. SM, þó hraðari fyrir stórar keyrslur, framleiðir verulegan efnisúrgang í formi flísar eða matarleifar. Ef sjálfbærni er lykilatriði, gæti AM verið betri passa.
Ákvörðunar fylki fyrir aukefni samanborið við frádráttarframleiðslu
Eftirfarandi ákvörðunar fylki veitir skjótan samanburð á þáttum til
| hjálpa | að | þér |
| Efnissvið | Takmarkað (aðallega plast, sumir málmar) | Breiður (málmar, plast, tré, gler) |
| Hluti flækjustig | Höndlar flókna, flókna hönnun | Best fyrir einfaldari, nákvæmar rúmfræði |
| Framleiðslurúmmál | Tilvalið fyrir litla hóp, frumgerð | Skilvirkt fyrir fjöldaframleiðslu |
| Leiðtími | Hraðari uppsetning, fljótur viðsnúningur | Hægari uppsetning, hraðari fyrir stórar keyrslur |
| Kostnaður | Dýrari fyrir stóra hluta eða málma | Hagkvæmari við hærra magn |
| Sjálfbærni | Minni úrgangur, sjálfbærari | Verulegur úrgangur, minna sjálfbær |
Notaðu þessa fylki til að samræma þarfir verkefnisins við styrkleika hverrar framleiðsluaðferðar.
Raunveruleg forrit aukefna og frádráttaraframleiðslu
Aukefnaframleiðsla (AM) og frádráttarframleiðsla (SM) gegna mikilvægu hlutverki í ýmsum atvinnugreinum. Forrit þeirra halda áfram að stækka og þróast.
Aerospace og Aviation
AM: Léttir íhlutir, flóknar rúmfræði
SM: Hlutar vélar í háum nákvæmni, burðarþættir
Bifreiðariðnaður
AM: Hröð frumgerð, sérsniðin hlutar
SM: Vélarblokkir, flutningshlutir
Læknisfræðilegt og tannlækningar
AM: Sérsniðin ígræðsla, stoðtækni
SM: Skurðlækningar, tannkórónur
Neysluvörur og rafeindatækni
AM: Persónulegar vörur, litlir hlutir
SM: snjallsímahylki, fartölvuhlutir
Iðnaðarvélar og verkfæri
Arkitektúr og smíði
AM: Stærð módel, skreytingarþættir
SM: Uppbyggingarhlutar, framhliðarþættir
Niðurstaða
Aukefni og frádráttarframleiðsla hver hefur einstaka styrkleika og veikleika. Am skar sig fram úr flóknum hönnun og aðlögun. SM býður upp á nákvæmni og efnislega fjölhæfni.
Að skilja þennan mun skiptir sköpum fyrir að taka upplýstar ákvarðanir um framleiðslu. Hugleiddu sérstakar þarfir verkefnis þíns þegar þú velur aðferð.
Metið þætti eins og efni, flækjustig, rúmmál og kostnað. Þetta mun hjálpa þér að velja bestu aðferðina fyrir framleiðslumarkmiðin þín.
