Мастерство проектирования продуктов с вычитающим производством: точность, экономичность и надежность

Недавно ли вы придумали дизайн продукта или у вас есть идея продукта, в которую вы верите, что она станет следующим большим хитом, когда выйдет на рынок? Если да, вы, вероятно, ищете производственную технологию, которая создаст ваш продукт точно, не заставляя вас разориться.

Вычитающее производство входит в число наиболее широко используемых производственных методов сегодня во многих отраслях из-за его высокой точности, прецизионности и низкой стоимости. Фактически, технологический гигант Apple пришлось отказаться от традиционных методов производства и положиться на технологию вычитающего производства для создания унибоди-корпуса MacBook Pro.

Но что такое вычитающее производство, чем оно отличается от других производственных технологий, и как вы можете использовать его для решения современных типичных проблем проектирования продуктов? Эта статья отвечает на эти вопросы и многое другое.

Что такое вычитающее производство?

Вычитающее производство включает создание желаемых форм (или продуктов) путем последовательного удаления материала из твердых блоков материала. Этот производственный метод начал привлекать внимание в производственной промышленности в 1940-х годах, потому что он позволял механикам вручную изготавливать сложные детали с оптимальной точностью и прецизионностью.

И чтобы сделать вещи еще более интересными, современные технологии вычитающего производства устраняют «человеческий фактор» в обработке — они требуют мало или никакого ввода от механиков для достижения еще лучшей точности и прецизионности, чем традиционные технологии. Примером такой современной технологии вычитающего производства является станок с компьютерным числовым управлением (ЧПУ).

Станок с ЧПУ опирается на компьютерную программу (G-код) для направления режущих инструментов для выполнения необходимых резов на заготовке и достижения желаемой формы. Конструктору продукта требуется только создать 3D CAD (компьютерное проектирование) модель детали. А программист ЧПУ выполнит все задачи, необходимые для преобразования этой модели в G-код, который станок с ЧПУ будет использовать для автономного создания желаемых деталей.

Какая разница между аддитивным и вычитающим производством?

Как современные технологии вычитающей обработки, аддитивное производство также полагается на 3D CAD модели и компьютерные программы для создания желаемой формы. Однако, в отличие от вычитающей обработки, аддитивный метод производства включает добавление материалов слой за слоем, пока вы не достигнете желаемой формы. Примером технологии аддитивного производства является 3D-принтер.

Хотя 3D-печать набирает обороты во многих отраслях сегодня, она вряд ли заменит процессы вычитающего производства, такие как обработка на станках с ЧПУ, в ближайшее время. Например, глобальный размер рынка станков с ЧПУ сейчас составляет 83,99 млрд долларов и прогнозируется превысит 128,41 млрд долларов к 2028 году. В противовес, глобальный рынок 3D-печати оценивается в 12,6 млрд долларов.

Так какие преимущества имеет ЧПУ (или вычитающая) обработка над аддитивными производственными процессами?

Каковы преимущества обработки на станках с ЧПУ?

#1 Лучшая точность и прецизионность

Одним из основных преимуществ станков с ЧПУ является их более высокая точность по сравнению с несколькими типами технологий 3D-печати, включая SLS (селективную лазерную спекание), FDM (моделирование методом наплавленного слоя) и технологию прямого лазерного спекания металлов (DMLS). Чтобы дать вам представление о том, как точность станков с ЧПУ сравнивается с этими технологиями 3D-печати, Таблица 1 показывает достижимые пределы допусков этих технологий.

Прецизионность (или повторяемость) станков с ЧПУ сравнима с 3D-принтерами. Однако с обработкой на станках с ЧПУ вы можете воспроизводить большие количества деталей за считанные часы, тогда как 3D-принтерам может потребоваться дни (или недели) для производства того же количества. Просто, обработка на станках с ЧПУ предлагает вам более короткое время выполнения по сравнению с 3D-печатью.

Узнайте больше о разнице между точностью и прецизионностью.

#2 Совместимость с широким спектром материалов

Как конструктор продукта, вы согласитесь, что выбор материала играет решающую роль в производительности и стоимости вашего продукта. Но даже после того, как вы выберете идеальный материал для вашего продукта, все еще есть необходимость выбрать производственную технологию, совместимую с вашим материалом.

Станки с ЧПУ совместимы практически с любым металлом, пластиком, деревом или композитом, пока эти материалы доступны в твердых блоках. В противовес, 3D-принтеры совместимы только с пластиками и несколькими металлами.

Узнайте больше о материалах для обработки на станках с ЧПУ.

#3 Станки с ЧПУ могут изготавливать большие и сложные детали

Станки с ЧПУ могут изготавливать невероятно большие и сложные детали, в отличие от аддитивных производственных технологий. Например, простой фрезерный станок с ЧПУ может создавать детали с объемом сборки до 2000 x 800 x 1000 мм, тогда как максимальный объем сборки SLS 3D-принтеров составляет около 300 x 300 x 300 мм.

Узнайте больше о обработке на станках с ЧПУ против 3D-печати.

Выбор между аддитивным и вычитающим производством: Gensun может помочь

Вычитающее производство может решить многие из проблем, с которыми вы столкнетесь в разработке продукта. Однако это не означает, что вычитающее производство является универсальным методом для производства любого дизайна, который вы придумаете. Вместо этого правильная производственная технология будет зависеть от требований вашего дизайна продукта, и помогает, когда вы работаете с цехом, имеющим возможности аддитивного и вычитающего производства.

К счастью, Gensun Precision Machining — ведущий поставщик услуг аддитивного и вычитающего производства по всей Азии. Не только у нас есть передовой станочные технологии, но у нас также есть высокоопытные инженеры, механики и эксперты по контролю качества, способные сделать ваш продукт правильно с первого раза.

Узнайте больше об наших услугах аддитивного и вычитающего производства.