Как аддитивное и субтрактивное производство могут работать вместе для улучшения продуктов

Ожидается, что к 2026 году рынок аддитивного производства резко вырастет с совокупным годовым темпом роста 14,4% и составит 23,33 миллиарда долларов. По мере того как отрасли продолжают вкладывать все больше средств в эту растущую область, а технологии развиваются, легко увидеть перспективы аддитивного производства.

Аддитивное производство предлагает экономичный способ создания мелких деталей сложной конструкции или сложной геометрии, а также деталей, которые нельзя изготовить с помощью литья под давлением. Сроки изготовления минимальны, и многие детали могут быть изготовлены быстрее, чем при использовании других методов. Тем не менее, расширение рынка не обязательно означает, что методы вычитания, такие как обработка на станках с ЧПУ, станут менее популярными.

Обрабатывающая промышленность, которая уже столкнулась с крупномасштабным технологическим прорывом, вероятно, станет свидетелем увеличения дублирования — и, возможно, даже взаимодействия — между аддитивными и субтрактивными методами в производственном процессе. Не все продукты будущего будут напечатаны на 3D-принтере, как не все они будут производиться традиционным способом; они будут производиться с помощью наиболее подходящих методов, которые могут включать комбинацию аддитивных и субтрактивных процессов.

Возьмем лучшее из обоих миров

По мере развития технологий вполне вероятно, что на рынке будет появляться все больше приложений, в которых сочетаются как аддитивные, так и вычитательные методы.

Например, у инженеров компании Curtiss Motorcycle Company была сложная задача. Они хотели сделать электрический мотоцикл, который был бы смелым, мощным и непохожим ни на что, что когда-либо видел гонщик. У них было видение, но предыдущие партнеры-производители не смогли вовремя изготовить прототип, отвечающий требованиям дизайна и качества.

Вместо того, чтобы пытаться удовлетворить все требования Curtiss с помощью одного производственного процесса, команда Fast Radius рекомендовала многоосевую обработку с ЧПУ для крупных деталей велосипеда и аддитивное производство для более мелких, более геометрически сложных компонентов. Такой гибридный подход повысил операционную эффективность, позволил производить более прочные детали и улучшать конечный продукт. Всего за 12 дней родился «Зевс 8».

Вот как можно сбалансировать преимущества обеих возможностей и ограничения каждой из них, чтобы найти идеальное решение для производства деталей.

Пересмотр аддитивного производства

Несмотря на то, что за последние несколько десятилетий аддитивное производство вызвало много шума и много капиталовложений, оно составляет лишь небольшую часть всего рынка производства. Кроме того, аддитивные методы имеют несколько ключевых ограничений, которые должны учитывать инженеры.

Например, несмотря на то, что для аддитивного производства доступно все больше и больше материалов, материалов для традиционных процессов, таких как литье под давлением и ЧПУ, не так много. Технологии совершенствуются, но некоторые методы 3D-печати не обеспечивают прочности, термостойкости или гладкости поверхности, необходимых для ответственных деталей.

А поскольку аддитивные технологии являются относительно новыми, меньшее количество материалов прошло долгие и строгие процессы сертификации, необходимые для изготовления деталей для строго регулируемых отраслей. Более того, экономические показатели присадок не всегда оправдывают себя при крупносерийном производстве.

Заполнение пробелов субтрактивным производством

Субтрактивное производство, как и обработка с ЧПУ, может компенсировать некоторые ограничения, связанные с аддитивным производством.

Даже на машинах промышленного класса 3D-печать иногда может производить детали с неравномерной прочностью и качеством. Обработка с ЧПУ, с другой стороны, позволяет производить стабильно прочные детали, способные выдерживать строгие технические требования. Этот процесс широко используется в аэрокосмической отрасли, поскольку он позволяет создавать невероятно точные конструкции, необходимые для соблюдения строгих правил Федерального управления гражданской авиации (FAA).

Более того, когда дело доходит до производства с использованием металлов, субтрактивное производство обычно более эффективно. В то время как материалы с металлическими добавками все еще ограничены и дороги, сырье, необходимое для субтрактивных методов, широко доступно и понятно. Нет недостатка в металлах для станков с ЧПУ, из которых можно создавать изделия с жесткими допусками и хорошим качеством поверхности.

Все это не означает, что одного субтрактивного производства будет достаточно для удовлетворения растущих сложных потребностей разрушенных рынков. Эти методы производства имеют свои ограничения. Во-первых, начальные затраты на обработку с ЧПУ могут быть такими же высокими, как затраты, связанные с 3D-печатью, если не выше. Кроме того, с точки зрения дизайна, обработка на станках с ЧПУ часто имеет больше ограничений, чем аддитивные. Субтрактивное производство также менее эффективно с точки зрения материалов и экологичнее, чем аддитивное производство, потому что оно по своей сути создает отходы.

Объединение возможностей для достижения максимального успеха

Плюсы и минусы как аддитивного, так и субтрактивного методов производства делают их идеальным дополнением друг друга во многих областях применения. По мере развития технологий и требований потребителей производителям будет поручено разработать новые методы, объединяющие как аддитивные, так и вычитающие методы.

Независимо от того, строите ли вы мотоцикл будущего или пытаетесь создать высококачественный нишевый продукт, важно сохранять непредвзятость, когда дело доходит до процесса. Традиционные методы производства могут многое предложить инженерам и менеджерам по продуктам, которые хотят создать еще более совершенную вещь. Сложная комбинация субтрактивного и аддитивного производства может помочь производителям подготовить свои самые инновационные продукты к будущему.

В Fast Radius мы стремимся помогать компаниям создавать продукты будущего сегодня, означает ли это создание прототипа уникальной детали с помощью моделирования наплавленным методом (FDM) или объединение аддитивных и субтрактивных методов для выполнения больших объемов однородных деталей. Мы можем помочь вам творить так, как вы и представить себе не могли. Свяжитесь с нами сегодня.

Готовы копнуть глубже? Исследуйте быстрый радиус ресурсный центр для получения дополнительной информации о материалах, оборудовании и состоянии производства сегодня.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату