Субтрактивное и аддитивное производство

В связи с тем, что аддитивное производство, такое как 3D-печать, становится все более популярным, особенно в таких высокотехнологичных отраслях, как аэрокосмическая, мы поговорили с Рэем Бэгли, директором по управлению продуктами компании Spatial. построить понимание увлекательной тенденции.

В этом интервью Рэй исследует, чем субтрактивное производство — основа производственных процессов на протяжении десятилетий — отличается от аддитивного производства, а также то, что последнее предлагает с точки зрения новых преимуществ и проблем.

Интервьюер: Давайте начнем с пояснения основного различия между аддитивным и субтрактивным производством

Рэй Бэджи :В вычитании вы начинаете с куска материала и постепенно удаляете материал из него, пока не достигнете окончательной формы. Удаление может быть выполнено фрезерованием, точением, сверлением, эрозией, шлифовкой или молотком и зубилом.

В аддитивном производстве вы начинаете с нуля и постепенно добавляете материал — только в нужных местах — пока не достигнете окончательной формы. Существует множество различных аддитивных технологий, но обычно на одной машине используется только одна из них.

Примеры субтрактивного производства

Интервьюер: Не могли бы вы привести конкретные примеры субтрактивного производства?

Рэй Бэджи :Наиболее распространенным примером субтрактивного производства является механическая обработка. Фрезерный станок с ЧПУ имеет вращающийся инструмент, и он режет металл. А ЧПУ (что означает Computer Numerical Control) позволяет программировать это с помощью компьютера, чтобы вы могли создавать причудливые формы и повторять действия снова и снова. Фрезерование является наиболее распространенной вычитающей операцией.

Токарная обработка на токарном станке, когда вы превращаете деталь в стационарный резак, является второй наиболее распространенной формой субтрактивного производства, в то время как эрозия и шлифование используются для удаления меньшего количества материала. Существует множество субтрактивных подходов и методов, но наиболее распространены фрезерование и токарная обработка.

Преимущества АДДИТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Интервьюер: Каковы основные преимущества аддитивного производства, которых нет у субтрактивного?

Рэй Бэджи :В субтрактивном производстве воздух стоит денег. Это означает, что везде, где этот материал должен быть удален с исходного запаса, требуется время цикла и, следовательно, деньги.

Сложность ограничена тем, что можно удалить; довольно легко создавать формы, которые невозможно создать с помощью любой комбинации методов вычитания.

Кроме того, сложность (и воздушное пространство) бесплатны, но материал дорог. Органические формы, внутренние проходы, решетки и многие другие формы, поддающиеся печати, но не поддающиеся механической обработке.

Подробнее:

• Возможности наиболее эффективных API для 3D-визуализации в производстве
• Как 3D-визуализация может помочь устранить ошибки в производственном процессе
• Используйте 3D-визуализацию для улучшения производственных процессов

Интервьюер: В каких ситуациях имеет смысл использовать каждое из них?

Рэй Бэджи :Добавка лучше всего подходит, когда у вас есть разреженная конструкция, такая как решетка или каркас, с низким соотношением материала к общему объему или, возможно, формы, которые очень сложны и трудны или невозможны для обработки.

Вычитание лучше, когда количество материала, которое необходимо удалить из заготовки, относительно невелико. Блок с несколькими отверстиями или элементами обычно гораздо дешевле обрабатывать, чем печатать.

Проблемы аддитивного производства

Интервьюер: Какие препятствия необходимо преодолеть аддитивному производству, чтобы получить более широкое распространение?

Рэй Бэджи :Предсказуемость и контроль.

Предсказуемость

Сегодня кому-то сложно купить 3D-принтер и начать надежно печатать детали. Вы должны научиться правильно подготавливать детали к печати, накладывать опоры, успешно печатать без крупных дефектов, минимизировать постобработку и контролировать физические свойства результата.

Большинство людей проходят через огромное количество экспериментов или неудачных отпечатков, прежде чем они могут надежно печатать новые дизайны. Все больше и больше этого опыта должно быть встроено в программное обеспечение, что сократит время до продуктивного использования новой машины или процесса и повысит производительность старых машин.

Контроль материалов

Процесс и контроль материалов - это другое. Если вы купите блок титана Ti-6Al-4V и превратите его в деталь, вы с высокой степенью уверенности будете знать, чего ожидать от механических свойств этого материала.

Но если вы купите тот же материал в виде порошка и напечатаете деталь, окончательные свойства материала — с учетом нескольких циклов плавления во время печати, пористости и т. д. — станут значительно более неопределенными.

Характеристика и стандартизация всех этих процессов, влияющих на свойства материалов, является ключом к тому, чтобы сделать аддитивное производство основным направлением производства.