Совмещение 3D-печати и ЧПУ для быстрого прототипирования

Быстрое производство с ЧПУ

В производственной среде распространено заблуждение, что для прототипирования и быстрого производства необходимо выбирать между 3D-печатью и ЧПУ. То есть, если вы используете 3D-печать, вы не можете или не должны рассматривать ЧПУ, и наоборот. Хотя текущие тренды в какой мере подтверждают это мнение, отрасль неуклонно развивается, предлагая решения, которые объединяют эти две дисциплины с отличными результатами.

Здесь мы рассмотрим обзор 3D-печати и фрезеровки с ЧПУ, развеем несколько мифов и покажем, как интегрировать оба процесса для заполнения пробелов в прототипировании, расширения производственных возможностей и универсальности.

Понимание преимуществ 3D-печати и обработки с ЧПУ

И 3D-печать, и фрезеровка с ЧПУ предлагают преимущества и области применения, которые лучше подходят для проекта в зависимости от его специфики. 3D-печать создает трехмерные прототипы с помощью аддитивного производства, в то время как фрезеровка с ЧПУ опирается на субтрактивное производство для удаления слоев материала.

Факт в том, что у обоих методов есть ограничения. Однако эти недостатки можно устранить, используя обе технологии в тандеме для производства готового прототипа.

С 3D-печатью процесс не подходит для скорости, необходимой для серийного производства, и ее часто ошибочно считают более дешевым вариантом из двух.

Фрезеровка с ЧПУ остается предпочтительным выбором для прототипирования во многих отраслях; однако распространенное недопонимание о том, что процессы ЧПУ требуют высококвалифицированных фрезеровщиков, заставляет некоторых ошибочно полагать, что фрезеровка с ЧПУ — это более трудоемкое и дорогое предприятие.

Решение сделать прототип на станке с ЧПУ или 3D-принтере в конечном счете сводится к цене, размеру детали и необходимым материалам.

В конечном счете, это больше отражает человеческую природу. Люди тяготеют к тому, что им нравится, с чем они знакомы и к чему привыкли. Это может привести к слепой преданности одному процессу в ущерб другому, что не отражает реальных возможностей или применимости. Знакомство с одним методом не означает, что он подходит для каждой задачи или проекта.

Расширение вашего инструментария оптимизирует процессы, давая лучшие результаты. Адам Сэведж из «Охотников за мифами» сказал: «Я верю, что внутри каждого инструмента скрывается молоток». То есть внешняя обертка может выглядеть по-разному, но конечная цель или решение остаются прежними.

Например, вы можете использовать 3D-печать для создания приспособлений для деталей, которые затем фрезеруются на ЧПУ. Возьмем корпус мобильного телефона. Его можно обработать на вакуумном столе DATRON, а затем использовать 3D-принтер для уточнения геометрии и создания мягких зажимов или индивидуальных вакуумных приспособлений для удержания 3D-скульптированных форм. Другими словами, дополняйте один процесс другим.

Давайте разберем несколько мифов, увековечивающих текущее восприятие 3D-печати против фрезеровки с ЧПУ.

Разрушение мифа №1: Стоимость

Оценивая с точки зрения общей стоимости владения оборудованием на протяжении всего срока службы, вот что нужно знать.

Текущее восприятие позиционирует 3D-печать как более дешевый вариант по сравнению с фрезеровкой с ЧПУ. Реальность такова, что доступность одного над другим не так проста. Можно купить недорогие 3D-принтеры с сомнительными возможностями. Большинство 3D-принтеров, независимо от начальной стоимости, не требуют огромных вложений в обслуживание.

Это также зависит от возможностей. Металлические 3D-принтеры, использующие селективный лазерный спекание (SLS), несут значительные затраты на материалы и обслуживание. Плюс к этому есть риск при обращении с материалом: пылевидная печатная среда может быть вредна для здоровья, не говоря уже о взрывоопасности. Очевидно, это требует точной обработки и дополнительной экспертизы — еще одних инвестиций.

То же самое касается фрезерных станков с ЧПУ. Владение станком с ЧПУ может быть таким же дорогим, как высококлассный 3D-принтер. Точно так же настольный станок с ЧПУ может быть таким же доступным, как дешевые 3D-принтеры.

Разрушение мифа №2 — Высокая точность и допуски

Снова преобладающее мнение заключается в том, что 3D-печать должна быть предпочтительнее фрезеровки с ЧПУ. Я не думаю, что это общепринятое мнение. Скорее считается, что ЧПУ превосходит 3D-печать в этом аспекте. Я бы сказал иначе:

Одной из областей, где фрезеровка с ЧПУ превосходит 3D-печать, являются возможности точности.

Хотя в точности 3D-печати достигнуто значительное улучшение, конечный результат бледнеет по сравнению с деталями, обработанными на ЧПУ.

Возможно, ваш дизайн больше эстетически ориентирован и не требует соблюдения определенного размерного допуска... за исключением одной конкретной особенности, требующей точной посадки. Просто напечатайте эту деталь на 3D-принтере, перенесите на DATRON и доводьте те особенности, которые должны соответствовать строгим допускам.

Разрушение мифа №3 — Простота использования

Возвращаясь к предыдущему пункту, предположение о том, что фрезеровка с ЧПУ требует продвинутой экспертизы и высококвалифицированных фрезеровщиков, может заставить выбрать 3D-печать. Снова, это недопонимание того, что включает в себя фрезеровка с ЧПУ.

Фактически, учитывая взрывной рост 3D-печати в отрасли за последние два десятилетия, была установлена новая планка ожиданий людей, когда они хотят что-то сделать. Да, 3D-печать проста, и процесс обучения короче, поскольку большая часть работы уже выполнена в программном обеспечении.

Именно здесь DATRON вступает в игру с удобными станками и контроллерами, которые не требуют столько знаний, сколько типичный станок с ЧПУ. Наша цель — предоставить простой, доступный опыт для конечного пользователя, устраняя часто навязанный сложный опыт, связанный с фрезеровкой с ЧПУ. То, что мы сделали со станками DATRON — сделали их более доступными для масс.

Снова это отсылка к тому, что сделала 3D-печать для аддитивного производства: создала процесс, достаточно доступный, чтобы им могли пользоваться даже дети.

3D-печать заставила нас мыслить шире, что улучшило простоту использования и сделало сотрудничество между 3D-печатью и фрезеровкой с ЧПУ более бесшовным.

Совместные усилия = лучшие результаты

Исследуя, как 3D-печать и фрезеровка с ЧПУ могут работать вместе, можно расширить границы материальных ограничений и в конечном счете получить прототип лучшего качества. Во многих случаях можно даже произвести готовую деталь и перейти сразу к производству.

Поскольку 3D-печать движется к возможности печатать из большинства материалов, включая металлы, значительная часть этой потенциальной универсальности остается недоступной для типичных пользователей, если они не готовы и не способны сделать значительные первоначальные вложения. Понимаемо, что большинство людей не готовы выступать «кроликами» для новых, дорогих процессов.

По этой причине и до тех пор, пока эти достижения не станут более устоявшимися, фрезеровка с ЧПУ представляет собой более умную, надежную альтернативу.

Примером может служить случай прототипирования в пластике, но с необходимостью более прочного материала в конечном итоге, например, жесткого металла. Это часто встречается в эргономике, особенно в потребительской электронике. В таких случаях вес детали так же важен, как ее тактильные ощущения и эстетика. Легкий пластик может сигнализировать о дешевом продукте по сравнению с тяжестью металлического изделия, которую потребители часто ассоциируют с качеством.

В этом случае фрезеровка с ЧПУ — удаление небольшого количества материала для получения тяжелой детали по сравнению с 3D-печатью всего необходимого материала — экономит значительное время.

Перед современными производителями все чаще встает задача распознавать доступные инструменты по их «молотковой» качеству, как предложил Сэведж.

Использование решений, предоставляемых 3D-печатью и фрезеровкой с ЧПУ, возможно, причем DATRON связывает эти два метода, позволяя делать и то, и другое, что означает — делать больше.

Всегда готовы обсудить, как наши решения могут улучшить ваши производственные процессы, мы приглашаете связаться с нами для получения дополнительной информации о том, как заполнить пробелы в 3D-прототипировании, добавив возможности ЧПУ с DATRON.