Гибридное производство сокращает отходы материалов более чем на 50 % при производстве аэрокосмических и медицинских деталей

Перерасход материала всегда был сложной проблемой при производстве изделий. Значительное количество материалов тратится впустую в различных отраслях промышленности, таких как аэрокосмическая промышленность, производство медицинских имплантатов и высокоточных инструментов; не только это, но ситуация также нарушает цели экологичности. Гибридное производство , который объединяет 3D-печать металлом  и обработка на станке с ЧПУ  вместе, представляет собой правильный подход для деталей с высоким коэффициентом отходов. Производители, сосуществуя противоположные технологии – аддитивную и субтрактивную, будут сокращать  материал отходы минимум на 50 % , и по-прежнему сможет обеспечивать требуемую точность важнейших деталей. В оставшейся части этого текста мы собираемся обсудить удивительные результаты гибридного производства и почему его считают новой эрой операций B2B.

Что такое гибридное производство?

Гибридный метод производства представляет собой сочетание аддитивного производства.  и субтрактивная обработка с ЧПУ . Его используют для изготовления сложных деталей преимущественно с помощью 3D-печати металлом; кроме того, традиционные методы испытывают трудности с созданием такой внутренней геометрии и каналов. Тяжелая работа и специальные операции, такие как использование станков для фиксации поверхностей, отверстий и элементов, требующих высокой точности, выполняются на станках с ЧПУ.

Эта двойная стратегия является ответом как на до сих пор не очень гибкую модель ЧПУ, так и на недостаточную точность размеров, которую обеспечивает 3D-принтер. Ситуация улучшится, если компания объединит традиционное и аддитивное производство, поскольку они смогут производить быстрее, экономить материалы и при этом обеспечивать лучшее качество.

Ключевые преимущества:

• Уменьшение количества отходов по сравнению с полностью субтрактивной обработкой.
• Возможность создавать сложные и легкие конструкции.
• Повышенная точность размеров благодаря чистовой обработке с ЧПУ.

Одним из наиболее убедительных преимуществ гибридного производства является его способность значительно сократить отходы материалов. Вот как это работает:

<сильный>1. Аддитивное производство сводит к минимуму лишний материал

3D-печать металлом подразумевает, что материалом дополняется только часть конструкции. Традиционное фрезерование с ЧПУ  Он другой:он вырезает большие блоки металла, в то время как при аддитивном производстве детали изготавливаются по одному слою за раз. Поскольку слои создаются один поверх другого, отходы материала сокращаются.

<сильный>2. Прецизионная чистовая обработка с ЧПУ ограничивает резку

Приоритетом обработки на станке с ЧПУ в гибридном рабочем процессе является не грубая резка всей заготовки, а работа над критическими поверхностями, отверстиями и элементами, чувствительными к допускам . Таким образом, обеспечивается точность там, где она больше всего необходима, а объем удаляемого материала сокращается до минимума.

<сильный>3. Оптимизированная внутренняя структура уменьшает объем

Гибридное производство дает дизайнерам возможность использовать решетчатые конструкции, полые каналы и легкие геометрические конструкции. . Несмотря на уменьшенное количество металла, эти атрибуты по-прежнему обеспечивают прочность.

Реальное влияние: Аэрокосмическая промышленность смогла сократить количество отходов, образующихся при изготовлении деталей с использованием гибридного производства, на 50–60 %, что, в свою очередь, означает снижение затрат на сырье и меньше энергии, затрачиваемой на обработку и переработку.

Где используется гибридное производство?

Гибридное производство особенно ценно в отраслях, где важна высокая точность, легкий вес конструкции и экономическая эффективность.

<сильный>1. Аэрокосмическая отрасль

Компоненты двигателя, конструктивные кронштейны и каналы охлаждения выигрывают от возможности печатать сложные внутренние элементы. Объединив аддитивное производство металлов  с 5-осевой чистовой обработкой с ЧПУ , аэрокосмические инженеры могут создавать легкие и очень прочные детали.

<сильный>2. Медицинские имплантаты

Индивидуальные имплантаты, такие как тазобедренные суставы, стоматологические приспособления и устройства для позвоночника, возможны для уникальных пациентов. . Использование гибридного производства обеспечивает результаты с высочайшим качеством поверхности, сохранением материалов и жесткими критериями допуска, в то время как производство отходов сокращается, чтобы соответствовать очень ограниченным медицинским стандартам.

<сильный>3. Высококачественные промышленные формы

Можно изготовить сложные формы со сложными охлаждающими каналами или полостями, используя аддитивное производство, а затем усовершенствовать их с помощью обработки на станке с ЧПУ. . Изделие станет более долговечным. , и будет  меньше отходов сырья .

Преимущества затрат и устойчивости

Сокращение отходов материалов — это не только экологический выигрыш, но и значительная экономическая выгода. :

• Сокращение затрат на сырье:  Одна из значительных экономий, которая достигается, когда компания ограничивает использование металлических материалов для изготовления детали, — это огромное сокращение затрат на дорогие металлы, такие как титановые и никелевые сплавы.
• Снижение затрат на обработку и переработку отходов: Отсутствие лома снижает потребность как в инвестициях, так и в расходах на переработку или захоронение.
• Поддержка целей ESG и зеленого производства: Компания может быть одновременно сторонником устойчивого развития, средством улучшения корпоративного имиджа и соблюдением экологических норм, если пожелает.

Исследования иллюстрируют потенциал гибридного производства для сокращения материальных затрат на 50 %. В то же время снизить энергопотребление при механической обработке. Это является синонимом увеличения прибыли и более эффективных рабочих процедур для менеджеров по закупкам и производству.

Основные соображения по внедрению гибридного производства

Компаниям, желающим внедрить гибридное производство, следует учитывать несколько важных факторов:

<сильный>1. Оптимизация дизайна

Детали должны быть спроектированы таким образом, чтобы максимально эффективно использовать возможности 3D-печати для создания сложных форм; даже в этом случае они должны быть совместимы с ЧПУ-обработкой наиболее важных поверхностей. Плавный дизайн сокращает количество попыток и обеспечивает максимально эффективное использование материала.

<сильный>2. Выбор оборудования

Для гибридных рабочих процессов нужны оба металлических 3D-принтера.  и высокоточные 5-осевые станки с ЧПУ  которые способны работать с жесткими уровнями допуска.

<сильный>3. Планирование рабочего процесса

Четко определенный процесс — обычно сначала аддитивный, затем субтрактивный. — обеспечивает качество, повторяемость и экономическую эффективность. Очень важно тесное сотрудничество между проектными, инженерными и производственными командами.

Краткая информация

Развитие гибридного производства является мощной инновацией в производстве высокорентабельных деталей. Благодаря объединению 3D-печати металлом и обработки на станках с ЧПУ производители могут увеличить количество отходов материала более чем на 50 %. , повысить точность деталей, а также повысить общую эффективность производства. Такие отрасли, как аэрокосмическая промышленность и медицинские имплантаты, начали увеличивать свою прибыль, а гибридные рабочие процессы были внедрены не только как временная игра, но и как разумный выбор для доступного и экологически чистого производства.

Хотите лично убедиться в преимуществах гибридного производства для вашего производства, сокращения отходов и точности компонентов? Свяжитесь с нами сегодня  обсудить конкретные решения, настроить рабочий процесс и дать первоначальные рекомендации по оборудованию для следующего проекта.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1. Какие материалы можно использовать в гибридном производстве?

Обычно используются такие металлы, как титан, нержавеющая сталь, алюминиевые сплавы и суперсплавы на основе никеля.

Вопрос 2. Сколько материала можно сэкономить с помощью гибридного производства?

Реальные применения демонстрируют сокращение отходов сырья на 50–60 % по сравнению с традиционной обработкой с ЧПУ.

Вопрос 3. Какие отрасли больше всего выигрывают от гибридного производства?

Наибольшее преимущество получают аэрокосмическая промышленность, медицинские имплантаты, высокотехнологичные промышленные формы и прецизионные инструменты.

Вопрос 4. Требуется ли для гибридного производства специализированное программное обеспечение для проектирования?

Да, программное обеспечение CAD/CAM, способное обрабатывать как аддитивные, так и субтрактивные процессы, необходимо для оптимизации рабочего процесса.

Руководства по теме