Кој процес на производство е подобар - додавање на слоеви или отстранување на материјал? Адитивното и одземањето на производството се разликуваат на значајни начини. Разбирањето на овие разлики е клучно за избор на вистинскиот метод.
Во овој пост, ќе ги истражиме нивните предности, ограничувања и апликации во реалниот свет. Learnе научите како да одлучите помеѓу овие два пристапа за вашиот следен проект.
Што е производство на адитиви?
Производството на додатоци (AM) е процес што создава предмети со додавање на материјален слој по слој, обично заснован на 3Д модел. За разлика од традиционалните методи, кои го отстрануваат материјалот, АМ конструира делови од нула, овозможувајќи сложени дизајни и материјална ефикасност.
Кратка историја на производство на адитиви
Концептот на АМ датира од 1980 -тите, кога први беа воведени 3Д -печатени технологии. Раните иновации беа насочени кон брзо прототипирање, обезбедување побрзи, поприфатливи начини за создавање прототипови на производи. Оттогаш, АМ еволуираше во широк спектар на индустриски апликации, вклучувајќи воздушни, автомобилски и медицински полиња.
Како функционира производството на адитиви
Производството на додатоци започнува со CAD модел. Моделот е исечен во тенки слоеви со употреба на софтвер. АМ машината потоа додава материјал, слој по слој, сè додека не се формира конечниот предмет. Користените материјали се движат од пластика до метали. Во зависност од процесот, може да бара пост-обработка, како што е чистење или лекување, за да се заврши делот.
Вообичаени техники за производство на адитиви
Неколку техники спаѓаат под чадорот на АМ, секоја нуди уникатни предности:
3Д печатење
3Д печатењето е најпознатиот метод на АМ. Гради предмети со поставување материјали како пластика или метал. Идеално за сопствени делови и прототипови, тој е широко достапен и економичен за помали апликации.
Селективно ласерско тонење (SLS)
SLS користи ласер до материјал во прав, обично пластичен или метал, во цврсти делови. Познато е по создавање на трајни, функционални прототипови со сложени геометрии.
Моделирање на фузирано таложење (FDM)
FDM работи со екструдирање на термопластични нишки преку загреана млазница. Најчесто се користи за прототипирање и производство на пластични делови со ниска цена.
Стереолитографија (SLA)
SLA користи ултравиолетова светлина за да излечи слој на течна смола по слој, создавајќи многу точни делови со мазни завршувања. Погоден е за сложени дизајни и фини детали.
Директно метално ласерско тонење (DMLS)
DMLS гради метални делови со топење фини метални прав со употреба на ласер. Оваа техника е идеална за производство на комплексни, силни метални компоненти за индустрии како воздушна.
Дополнителни техники за производство на адитиви
Покрај најпознатите методи, достапни се неколку други напредни техники:
Binder Jetting : Агент за врзување селективно се депонира помеѓу слоевите во прав, создавајќи сложени структури.
Директно таложење на енергија (ДЕД) : Оваа техника користи фокусирана термичка енергија за да ги спои материјалите бидејќи се депонираат, честопати се користат за поправка или додавање на карактеристики на постојните делови.
Екструзија на материјал : Материјалот селективно се екструдира преку млазница за градење слоеви, најчесто се користи со термопластика.
Материјал за летање : Капките на материјалот се депонираат слој по слој за да создадат прецизни делови, честопати со употреба на фотополимери.
ЛИМА ЗА ЛИМЕ : Листовите материјали се врзани за слој по слој, погодни за метали и композити.
ДДВ фотополимеризација : Течната смола селективно се излечи со светлина за да формира цврсти делови, со апликации и во прототипирање и во производство.
Предности на производството на адитиви
Производство на додатоци (АМ) нуди бројни придобивки низ индустриите. Овие предности го прават менувач на игри во современото производство.
Намалена потрошувачка на материјал
Am го користи само материјалот потребен за финалниот производ. Овој пристап значително го намалува отпадот во споредба со традиционалните методи.
Комплексни геометрии и сложени дизајни
Јас сум одликуван во создавање комплексни форми. Може да произведе делови невозможно да се направат со конвенционални техники.
Внатрешни канали
Решетки структури
Органски форми
Побрзо прототипирање и пократко време на олово
Брзото прототипирање станува реалност со АМ. Овозможува брзи повторувања и побрзи циклуси на развој на производи.
| Традиционално прототипирање | на прототипирање |
| Недели до месеци | Часови до денови |
| Повеќе чекори | Единечен процес |
| Високи трошоци за алатки | Нема алатки |
Економично производство на мала серија
Сјае во производство на мали количини. Ја елиминира потребата за скапи калапи или алатки.
Подобрена одржливост
Намалувањето на отпадот се претвора во подобрена одржливост. АМ зачувува ресурси и енергија.
Помалку потрошувачка на суровини
Намалени потреби за транспорт
Помала употреба на енергија во производството
Потенцијал за масовно прилагодување
AM Овозможува прилагодување производи на индивидуални потреби. Ова отвора нови можности во различни полиња:
Недостатоци на производството на адитиви
Додека производството на додатоци (АМ) нуди многу придобивки, тој исто така има ограничувања. Разбирањето на овие недостатоци е клучно за неговата ефикасна примена.
Опции со ограничен материјал
Am користи помалку материјали од одземање на методите. Ова ограничување може да ја ограничи неговата употреба во одредени индустрии.
Заеднички AM материјали:
Термопластика
Некои метали
Одредена керамика
Побавно производство на голем волумен
Јас сум одликуван во мали серии, но заостанува во масовното производство. Традиционалните методи честопати го надминуваат за големи количини.
| Волумен на производство | АМ Брзина | традиционална брзина |
| Мал (1-100) | Брзо | Бавно |
| Среден (100-1000) | Умерено | Брзо |
| Голем (1000+) | Бавно | Многу брзо |
Повисоки трошоци за производство во големи размери
За масовно производство, АМ може да биде поскап. Цената по единица не се намалува значително со волуменот.
Точна точност на долниот дел и завршна површина
АМ делови може да имаат помала прецизност од машините. Нивната завршница на површината честопати бара подобрување.
Тесни предизвици за толеранција
Постигнувањето тесни толеранции е тешко со АМ. Ова може да биде проблематично за делови кои имаат потреба од прецизни вклопувања.
Барања за пост-обработка
Повеќето делови од АМ треба дополнителна работа по печатењето. Ова додава време и цена во процесот на производство.
Вообичаени чекори за пост-обработка:
Што е одземање на производството?
Субјективното производство (СМ) создава предмети со отстранување на материјалот од цврст блок. Тоа е традиционален метод што се користи во разни индустрии.
Кратка историја
СМ датира од античко време. Раните примери вклучуваат камена резба и обработка на дрво. Современиот СМ еволуираше со индустриската револуција, што доведува до прецизни машински алати.
Како работи
СМ започнува со поголемо парче материјал. Машини или алатки потоа отсечете вишок материјал за да ја создадете посакуваната форма.
Вообичаени техники
ЦПУ машинска обработка
Машините за компјутерска нумеричка контрола (ЦПУ) користат програмирани упатства за отстранување на материјалот.
Мелење: Материјал за намалување со помош на ротирачки алатки
Свртување: формира цилиндрични делови со ротирање на работното парче
Дупчење: Создава дупки во материјалот
Ласерско сечење
Оваа техника користи ласер со голема моќност за да се намали материјалите. Прецизно е и работи на разни материјали.
Сечење на вода
Сечење на вода користи вода под висок притисок, честопати измешана со абразивни честички, за да се исечат материјали.
Сечење на плазма
Плазма сечење се топи материјал со употреба на електрично спроводлив гас. Тоа е ефикасно за сечење метал.
Машинска обработка на електрично празнење (ЕДМ)
ЕДМ користи електрични празнења за да го отстрани материјалот. Идеално е за тврди метали и сложени форми.
Дополнителни детали
Процеси на обработка
Мелење: Користете абразивни тркала за фини завршни површини
Реминг: Зголемување и завршува дупки
Досадно: Зголемување на дупките со алатки за сечење со една точка
Принципи на ЕДМ
ЕДМ работи со создавање контролирани електрични искри помеѓу електрода и работното парче.
Параметри за сечење на ласер
Моќ: одредува длабочина на сечење
Брзина: влијае на квалитетот на намалувањето
Фокус: Влијание на прецизноста
Параметри за сечење на вода
Притисок: Обично 60,000 psi или повисоко
Абразивна стапка на проток: влијае на брзината и квалитетот на сечење
Дијаметар на млазницата: Влијанија на намалување на ширината и прецизноста
Предности на одземањето на производството
Субјективното производство (СМ) нуди бројни придобивки низ индустриите. Овие предности го прават клучен метод во современото производство.
Широк спектар на компатибилни материјали
СМ работи со широка разновидност на материјали:
Метали (челик, алуминиум, титаниум)
Пластика (ABS, PVC, акрилик)
Композити (јаглеродни влакна, фиберглас)
Дрво
Стакло
Камен
Оваа разноврсност му овозможува на СМ да ги задоволи различните потреби за производство.
Висока точност и прецизност
СМ се одликува со создавање многу точни делови. Постигнува тесни толеранции, честопати мали од 0,001 инчи.
| Техника | типична толеранција |
| ЦПУ мелење | ± 0.0005 ' |
| Едм | ± 0.0001 ' |
| Ласерско сечење | ± 0,003 ' |
Одлични завршни површини
СМ произведува делови со супериорен квалитет на површината. Ова често ја елиминира потребата за дополнителни процеси на завршна обработка.
Побрзо производство на голем обем
За производство со голем волумен, методите за додавање на SM Outpes:
Мулти-оските CNC машини работат брзо
Автоматизираната промена на алатката го намалува времето на застој
Истовремени операции на различни делови
Економично производство со висок волумен
СМ станува поекономичен како што се зголемува обемот на производство. Првичните трошоци за поставување се компензираат со побрзи стапки на производство.
Создавање на големи размери
СМ лесно се справува со големи компоненти. Идеално е за индустрии кои бараат значителни делови:
Воздухопловна (компоненти на авиони)
Автомобилство (блокови на моторот)
Изградба (структурни елементи)
Недостатоци на одземањето на одземање
Додека одземањето на производството (СМ) нуди многу придобивки, тој исто така има ограничувања. Разбирањето на овие недостатоци е од суштинско значење за ефективна примена.
Повисок материјален отпад
SM го отстранува материјалот за создавање делови. Овој процес генерира значителен отпад:
До 90% од материјалот може да стане отпад во некои случаи
Опциите за рециклирање може да бидат ограничени за одредени материјали
Зголемено влијание врз животната средина како резултат на отстранување на отпад
Ограничено сложено создавање геометрија
СМ се бори со сложени дизајни:
Внатрешните шуплини се предизвик за производство
Одредени форми може да бараат повеќе поставувања или специјализирани алатки
Некои сложени карактеристики може да бидат невозможни за машина
Подолги времиња на поставување и повисоки трошоци за алатки
СМ често бара голема подготовка:
| на аспект | влијание |
| Избор на алатки | Одзема време |
| Машинско програмирање | Бара експертиза |
| Создавање на тела | Дополнителни трошоци |
Помалку флексибилност во дизајнот
Изменувањето на дизајни во СМ може да биде скапо:
Промените може да бараат нови алатки
Машините за репрограмирање честопати се неопходни
Постојните поставки може да станат застарени
Повисоки барања за вештина на операторот
СМ машините бараат квалификувани оператори:
Разбирање на материјалните својства
Познавање на брзината на сечење и стапките на добиточна храна
Способност за толкување на сложени технички цртежи
Трошоци за алатки и замена на алатки
СМ алатките се деградираат со текот на времето:
Потребна е редовна замена на алатката
Алатките со висок квалитет можат да бидат скапи
Носените алатки можат да влијаат на квалитетот на делот
Споредба на додаток наспроти одземање на аспект на производство
| на аспект на | адитиви производство | на одземање |
| Процес | Гради предмети со додавање слоеви на материјал | Отстранува материјал од поголемо парче за создавање предмети |
| Материјален отпад | Минимален отпад | Висок материјален отпад |
| Компатибилни материјали | Ограничена (главно пластика и некои метали) | Широк опсег (метали, пластика, дрво, стакло, камен) |
| Сложеност | Може да произведе високо сложени и сложени геометрии | Подобро прилагодени за релативно едноставни геометрии |
| Точност | Помалку точни (толеранции за тесни како 0,100 мм) | Поточни (толеранции за тесни како 0,025 мм) |
| Волумен на производство | Погоден за мали серии | Идеално за големи производствени работи |
| Брзина | Побавно за големи количини | Побрзо за големи количини |
| Цена | Поекономични за мали количини | Поекономични за големи количини |
| Флексибилност на дизајнирање | Висока флексибилност за промените во дизајнот | Помалку флексибилни за промени во дизајнот |
| Површинска завршница | Често бара пост-обработка | Може директно да произведе мазни завршувања |
| Вештина на операторот | Бара помалку квалификувани оператори | Бара високо квалификувани оператори |
| Цена на опрема | Пониска цена за почетна опрема | Повисока цена за почетна опрема |
| Алатки | Потребна е минимална алатка | Огромна алатка честопати е потребна |
| Одржливост | Поодржливо заради помалку отпад | Помалку одржлив поради материјален отпад |
| Внатрешни карактеристики | Може лесно да создаде внатрешни карактеристики | Тешко е да се создадат внатрешни карактеристики |
| Ограничувања на големината | Општо ограничен на помали делови | Може да произведе делови од големи размери |
| Пост-обработка | Честопати се потребни повеќе чекори | Повисоко ниво на завршување по почетниот процес |
Хибридни процеси на производство
Хибридното производство комбинира производство на додатоци (AM) и одземање на производство (SM). Овој пристап ги користи предностите на двата метода, создавајќи моќна синергија во производството.
Дефиниција и придобивки
Хибридни процеси ги интегрираат техниките на АМ и СМ:
Придобивките вклучуваат:
Проток на процесот на пример:
3Д печати облик на скоро мрежа
ЦПУ машинска обработка за прецизни димензии
Полски за супериорна завршница на површината
Вообичаени апликации
Хибридното производство се одликува со различни области:
| за апликација | корист |
| Алатки | Комплексни дизајни со тесни толеранции |
| Свирки и тела | Прилагодени форми со трајни завршувања |
| Делови со висока толеранција | Сложени геометрии со прецизни карактеристики |
Индустри кои користат хибридни процеси:
Воздухопловна
Автомобилство
Медицински уреди
Прилагодено производство
Избор помеѓу адитивот и одземањето на производството
Избирањето на вистинскиот метод на производство зависи од различни фактори. Секој процес нуди посебни предности, па затоа е клучно да се усогласи вашиот избор со барањата на проектот.
Фактори што треба да се земат предвид при изборот на метод на производство
Барања за материјали
Изборот на материјал игра значајна улога. Производството на додатоци (АМ) обично работи најдобро со пластика и некои метали, додека одземањето на производство (СМ) може да се справи со широк спектар на материјали, вклучувајќи метали, пластика, дрво и стакло. Ако ви требаат материјали за тешко машини или поголема издржливост, СМ често е подобрата опција.
Дел сложеност и дизајн
За сложени дизајни со сложени геометрии - како што се внатрешни шуплини или артикулациони зглобови - AM се одликуваат, овозможувајќи висока прилагодување. СМ, иако е прецизно, може да се бори со екстремно сложени дизајни. Подобро е прилагодено за поедноставни или средни геометрии каде се потребни тесни толеранции.
Обем на производство и приспособливост
AM е идеален за ниски до средни количини на производство, како што е брзото прототипирање или производство на мали серии. За производство на големи размери, СМ е далеку поефикасен, особено при производство на илјадници идентични делови. Како што се зголемува обемот на производство, економичноста на СМ станува јасна.
Време на олово и време на пазарот
Проектите кои бараат кратко време на олово од АМ, како резултат на минимално поставување и брза транзиција од дизајн до производ. Како и да е, за поголемите производствени работи, SM може да понуди побрзо време на производство откако поставувањето ќе заврши, особено за металните делови.
Ограничувања на буџетот и трошоците
AM е поекономичен за мали, комплексни делови, особено при прототипирање. Сепак, СМ станува поекономичен за поголеми делови или големи количини на производство. Трошоците за поставување и трошоците по дел обично се намалуваат со зголемувањето на волуменот во СМ.
Цели за одржливост
Am генерира помалку отпад, што го прави поодржлива опција. SM, додека е побрз за големи работи, произведува значителен материјален отпад во форма на чипови или отпадоци. Ако одржливоста е клучен приоритет, АМ може да биде подобро.
Матрица на одлуки за додаток наспроти одземање на производство
Следната матрица на одлуки обезбедува брза споредба на факторите за да ви помогне да го изберете вистинскиот метод: производство
| на фактори за производство на додатоци | (AM) | (SM) |
| Опсег на материјал | Ограничена (претежно пластика, некои метали) | Широки (метали, пластика, дрво, стакло) |
| Дел сложеност | Се справува со сложени, сложени дизајни | Најдобро за поедноставни, прецизни геометрии |
| Волумен на производство | Идеално за мали серии, прототипирање | Ефикасно за масовно производство |
| Време на олово | Побрзо поставување, брз пресврт | Побавно поставување, побрзо за големи патеки |
| Цена | Поскап за големи делови или метали | Поекономично во поголеми количини |
| Одржливост | Помалку отпад, поодржлив | Значителен отпад, помалку одржлив |
Користете ја оваа матрица за да ги усогласите потребите на вашиот проект со јаките страни на секој метод на производство.
Апликации во реалниот свет на адитиви и одземање на производство
Производство на додатоци (АМ) и одземање на производство (СМ) играат клучни улоги во разни индустрии. Нивните апликации продолжуваат да се шират и да се развиваат.
Воздухопловна и авијација
АМ: Лесни компоненти, сложени геометрии
СМ: делови со висока прецизност, структурни елементи
Автомобилска индустрија
АМ: Брзо прототипирање, сопствени делови
СМ: блокови на моторот, компоненти на менувачот
Медицински и стоматолошки
АМ: Обични импланти, протетика
СМ: Хируршки инструменти, стоматолошки круни
Потрошувачки производи и електроника
АМ: Персонализирани производи, предмети од мали серии
СМ: Покривки за паметни телефони, компоненти на лаптоп
Индустриска машинерија и алатки
Архитектура и градежништво
АМ: модели на скала, декоративни елементи
СМ: Структурни компоненти, фасадни елементи
Заклучок
Додаток и одземање на производство, секој има уникатни јаки и слаби страни. Am се одликува во сложени дизајни и прилагодување. СМ нуди прецизност и материјална разноврсност.
Разбирањето на овие разлики е клучно за донесување на информирани одлуки за производство. Разгледајте ги специфичните потреби на вашиот проект при изборот на метод.
Оценете ги факторите како материјал, сложеност, волумен и цена. Ова ќе ви помогне да го изберете најдобриот пристап за вашите производствени цели.
