Как аддитивное и традиционное производство дополняют друг друга

Аддитивное производство, также известное как 3D-печать, представляет собой процесс создания продукта с использованием сканеров 3D-объектов или программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР) для нанесения слоя за слоем материала с точными геометрическими формами, в отличие от традиционных субтрактивных производственных процессов, которые включают удаление слоев из блока материала для создания дизайна. Например, резка металлического стержня на куски — очень простой пример традиционного производственного процесса. Однако в связи с широкой популярностью 3D-печати и доступностью более подходящих металлов производители с нетерпением ждут применения обоих процессов в производственной линии. Цель состоит в том, чтобы объединить аддитивное производство и традиционное производство в качестве взаимодополняющего процесса, чтобы обеспечить идеальную отделку продукта.

Ниже мы обсудим преимущества аддитивного производства и то, как аддитивное производство и традиционное производство можно использовать вместе для создания высококачественных продуктов.

Растущая популярность аддитивного производства

В последние годы многие машинисты, изготовители и производители все больше и больше используют аддитивное производство, поскольку оно дает множество преимуществ, таких как меньшее количество отходов материала. Здесь мы более подробно рассмотрим некоторые из этих преимуществ.

Лучше всего подходит для быстрого проектирования прототипов и запасных частей

Постепенная эволюция 3D-печати позволила крупным производителям, таким как Boeing, GE и Siemens, с легкостью создавать сложные конструкции прототипов. Компания «Сименс» использует технологию аддитивного производства для создания запасных частей для своей различной продукции, что в некоторых случаях сокращает время ремонта до 90 %. Более того, Siemens печатает их только по мере необходимости, тем самым сокращая расходы, связанные с перепроизводством и другой логистикой.

Сокращает отходы материалов

Работа с большим блоком титана для производства аэрокосмических компонентов приводит к образованию до 90% отходов. Если производители не рассматривают возможность переработки остатков, они просто увеличивают эксплуатационные расходы с точки зрения обращения с отходами. Присущая 3D-печати способность добавлять материалы слой за слоем в требуемых точных формах снижает отходы материала, которые часто возникают при субтрактивных методах производства, требующих удаления лишнего материала для создания дизайна.

Сокращает время изготовления

Различные металлические детали, изготовленные с помощью процессов аддитивного производства, стоят дешевле, поскольку время, необходимое для изготовления, резко сокращается. Сложные формы можно легко изготовить без использования инструментов, штампов или форм. Поскольку деталь печатается вне машины, проектирование сложных структур, таких как решетки или соты, занимает меньше времени.

Несмотря на множество технологических преимуществ, аддитивное производство не может полностью заменить традиционные технологии производства. Деталь, изготовленная с помощью аддитивного производства, может по-прежнему требовать механической обработки для получения желаемой чистоты поверхности. Поэтому многие производители рассматривают гибридную модель, в которой используются оба процесса.

Гибридная модель:использование аддитивного и традиционного производства в качестве взаимодополняющего процесса

Гибридное производство – это процесс, сочетающий обработку на станках с ЧПУ и аддитивное производство. Производители используют технологию 3D-печати в качестве инструмента для расширения возможностей проектирования, опираясь при этом на традиционные процессы с ЧПУ для получения желаемого продукта.

Так почему же иногда необходимо сочетать аддитивную обработку и традиционное производство в качестве взаимодополняющего процесса? Хотя аддитивное производство позволяет быстро и легко создавать сложные геометрические формы, оно обеспечивает меньшую точность, чем обработка на станках с ЧПУ, поскольку детали, изготовленные на 3D-принтере, часто имеют форму, близкую к чистой. С другой стороны, создавать сложные формы с помощью традиционных методов производства намного сложнее, но эти методы могут выдерживать более жесткие допуски и могут легче обеспечить желаемую чистоту поверхности продукта.

В таблице ниже приведены плюсы и минусы обоих методов.

Гибридное производство использует лучшее из обоих производственных процессов и включает последовательное применение аддитивных и субтрактивных процессов. Например, метод аддитивного производства, такой как направленное осаждение энергии (DED), в котором используется лазерный или электронный луч для плавления материалов по мере их осаждения на строительную платформу через сопло, может быть первоначально выполнен для создания детали. Затем деталь можно обработать на станке с ЧПУ для достижения желаемой чистоты поверхности и допуска.

Другие популярные методы аддитивного производства, которые можно сочетать с традиционными производственными процессами, включают:

• Слияние в порошковой постели: Лазерный или электронный луч используется для плавления и сплавления порошков материала для формирования трехмерной детали. Хотя этот процесс похож на DED, он отличается способом нанесения материала.
• Нанесение металлического связующего: Жидкий связующий агент наносится на тонкие слои порошка, что особенно распространено в приложениях с большими объемами, по существу склеивая друг с другом для создания объекта слой за слоем.

Все эти процессы могут выполняться с помощью одной гибридной машины, запрограммированной и управляемой ограниченным числом людей с безопасного расстояния. Внедрив гибридное производство с использованием одной машины, продукт или деталь можно напечатать и обработать за один установ, что снижает вероятность ошибки.

Другие преимущества использования гибридной машины включают следующее:

• Меньше капитальных затрат на оборудование
• Ускорение выполнения заказов
• Меньше складских помещений, экономия площади
• Возможность механической обработки внутренней части детали в процессе ее производства, что обеспечивает превосходный контроль качества

Ваш местный поставщик металла для аддитивных и традиционных производственных процессов

Industrial Metal Service поставляет все типы специальных металлов и сплавов для удовлетворения ваших требований к аддитивному, традиционному и гибридному производству. У нас есть широкий ассортимент титана, стали, нержавеющей стали и алюминия, а также жаропрочных сплавов, таких как Hastelloy, Inconel и Invar. Мы находимся в районе залива Сан-Франциско, а также можем осуществлять доставку по всей стране без требований к минимальному заказу.