Синергия аддитивного и субтрактивного производства для повышения качества продукта

К 2026 году аддитивный производственный рынок ожидается взлетит со сложной годовой темпом роста 14,4%, составляя $23,33 млрд. По мере того как отрасли продолжают вкладывать больше средств в это растущее поле и технологии эволюционируют, легко увидеть обещание аддитивного производства.

Аддитивное производство предлагает экономичный способ создания маленьких деталей, тех со сложными дизайнами или сложными геометриями, или деталей, которые не могут быть построены с использованием литья под давлением. Сроки выполнения минимальны, и многие детали могут быть произведены быстрее, чем другими методами. Все равно, расширение рынка не обязательно означает, что субтрактивные методы вроде ЧПУ-обработки станут менее популярными.

Производственная отрасль, которая уже сталкивается с крупномасштабным технологическим нарушением, вероятно, станет свидетелем возрастающего перекрытия — и возможно даже интероперабельности — между аддитивными и субтрактивными методами в производственном процессе. Продукты будущего не все будут 3D-напечатаны, так же как они не все будут сделаны традиционно; они будут произведены через лучшие подходящие методы, которые могут включать комбинацию аддитивных и субтрактивных процессов.

Получение лучшего из двух миров

По мере эволюции технологий, вероятно, что рынок станет свидетелем возрастающего числа применений, сочетающих оба аддитивных и субтрактивных методов.

Инженеры Curtiss Motorcycle Company, например, имели высокий заказ. Они хотели сделать электрический мотоцикл, который был бы смелым, мощным и непохожим ни на что, что когда-либо видел любой мотоциклист. У них было видение, но предыдущие производственные партнеры не могли произвести прототип вовремя, удовлетворяющий как дизайну, так и требованиям качества.

Вместо попытки удовлетворить все требования Curtiss одним производственным процессом, команда Fast Radius рекомендовала многоосевую ЧПУ-обработку для более крупных деталей мотоцикла и аддитивное производство для более мелких, геометрически более сложных компонентов. Этот гибридный подход увеличил операционную эффективность, произвел более прочные детали и дал лучший конечный продукт. Всего за 12 дней родился «Zeus 8».

Вот как преимущества обеих возможностей — и ограничения каждой — могут быть сбалансированы для нахождения идеального решения для производства деталей.

Аддитивное производство, переосмысленное

Пока аддитивное производство генерировало много шума — и много капитальных вложений — в последние несколько десятилетий, оно составляет лишь крошечную долю от общего производственного рынка. Более того, аддитивные методы приходят с несколькими ключевыми ограничениями, которые инженеры должны учитывать.

Например, пока доступно все больше материалов для аддитивного производства, их нигде близко не так много, как для традиционных процессов вроде литья под давлением и ЧПУ. Технологии улучшаются, но некоторые методы 3D-печати не производят прочность, теплоустойчивость или гладкую отделку поверхности, необходимые для критических деталей.

И потому что аддитивная технология относительно новая, меньше материалов прошли через длинные, строгие процессы сертификации, необходимые для изготовления деталей для высокорегулируемых отраслей. Более того, экономика аддитивного не всегда складывается для крупносерийного производства.

Заполнение пробелов субтрактивным производством

Субтрактивное производство — как ЧПУ-обработка — может компенсировать некоторые ограничения, поставленные аддитивным производством.

Даже с промышленными машинами, 3D-печать иногда может производить детали с неравномерной прочностью и качеством. ЧПУ-обработка, с другой стороны, производит последовательно прочные детали, которые могут выдерживать строгие инженерные требования. Процесс широко используется в авиакосмической отрасли, потому что он позволяет невероятно точные сборки, необходимые для соблюдения строгих регуляций Федерального управления авиации (FAA).

Более того, когда речь идет о производстве с металлами, субтрактивное производство обычно более эффективно. Пока металлические аддитивные материалы все еще ограничены и дороги, сырье, необходимое для субтрактивных методов, широко доступно и понятно. Нет дефицита металлов для ЧПУ, которые могут создавать продукты с тесными допусками и хорошими отделками поверхности.

Все это не значит, что субтрактивное производство в одиночку докажет достаточность для удовлетворения растущих, сложных требований нарушенных рынков. Эти производственные методы приходят со своими ограничениями. Во-первых, затраты на запуск ЧПУ-обработки могут быть такими же высокими, как связанные с 3D-печатью, если не выше. Кроме того, с точки зрения дизайна, ЧПУ-обработка часто приходит с большими ограничениями, чем аддитивное. Субтрактивное производство также менее материалоэффективно и экологично, чем аддитивное производство, потому что оно по своей природе создает отходы.

Комбинирование возможностей для окончательного успеха

Плюсы и минусы обоих аддитивных и субтрактивных производственных методов делают их идеальными дополнениями друг к другу во многих применениях. По мере эволюции технологий и потребительских требований, производителям будет поручено задание разработки новых методов, интегрирующих обе аддитивные и субтрактивные техники.

Будь то строительство мотоцикла будущего или попытка создать высококачественный нишевый продукт, важно держать открытый ум, когда речь идет о процессе. Традиционные производственные методы имеют много что предложить инженерам и продуктовым менеджерам, которые ищут построить следующую лучшую вещь. Изысканная комбинация субтрактивного и аддитивного производства может помочь производителям футурпроверить свои самые инновационные продукты.

В Fast Radius мы страстны о помощи компаниям создавать продукты будущего сегодня, будь то прототипирование уникальной детали через моделирование методом наплавления (FDM) или брак аддитивных и субтрактивных методов для исполнения крупносерийных запусков унифицированных деталей. Мы можем помочь вам создавать способами, которые вы не думали возможными. Свяжитесь с нами сегодня.

Готовы копать глубже? Исследуйте ресурсный центр Fast Radius для большей информации о материалах, машинах и состоянии производства сегодня.

Готовы изготовить свои детали с Fast Radius?

Начните расчет стоимости