Аддитивное производство VS субтрактивное производство

Со времен промышленной революции технологии производства никогда не прекращали развиваться. Компании всегда ищут более быстрые, дешевые или лучшие методы производства. В последние несколько десятилетий некоторые из самых надежных процессов изготовления нестандартных деталей относились к двум аспектам:аддитивное производство или субтрактивное производство. Материалы могут включать пластмассы, термопласты, железо, сталь, углерод и т. д. Хотя для изготовления объектов из материалов используются как аддитивные, так и субтрактивные производственные процессы, они не совпадают. Итак, в чем разница между аддитивным и субтрактивным производством?

Что такое аддитивное производство?

Аддитивное производство охватывает процессы, связанные с созданием объектов путем добавления материалов. Когда компания строит объект, добавляя к нему материалы, это считается аддитивным производством. Материал постепенно добавляется к подложке или подложке, чтобы можно было производить новые объекты разных размеров и форм из исходных материалов.

Большинство процессов аддитивного производства включают 3D-печать. По сути, термин «аддитивное производство» стал синонимом 3D-печати. 3D-принтер — это машина, которая наносит материалы на печатную платформу. Поэтому они строят объекты, добавляя материалы. Принцип работы типичного 3D-принтера заключается в выпуске экструдированного материала из сопла. Он строит базовый слой, а затем строит следующий по высоте слой. 3D-принтер будет продолжать строить каждый отдельный слой, пока объект не будет готов.

Б выгода

Самым большим преимуществом аддитивного производства является его универсальность. С помощью аддитивного производства можно производить очень сложные модели и даже конструкции с полыми внутренними частями, что невозможно при других производственных процессах. На самом деле проекты, которые почти можно создать в САПР, также можно воспроизвести с помощью аддитивного производства.

Для небольшого количества прототипов обычно более практичным является аддитивное производство. Это связано с тем, что машины для аддитивного производства, такие как 3D-принтеры FDM, требуют очень небольшой настройки. Благодаря 3D-дизайну вы можете запустить 3D-принтер за несколько минут. Поскольку процесс почти полностью автоматизирован, нет необходимости тратить время на смену инструмента. Эта гибкость делает аддитивное производство предпочтительной технологией для производства «по требованию».

Поскольку аддитивное производство не удаляет никаких отходов из существующих материалов, этот процесс по своей сути создает гораздо меньше отходов по сравнению с субтрактивным производством. Для компаний это может сократить расходы на утилизацию или переработку отходов.

Недостаток

Хотя аддитивное производство является универсальным по своей конструкции, оно строго ограничено с точки зрения материалов. Большинство технологий 3D-печати ограничены использованием пластика или пластиковых композитных материалов. Кроме того, послойный метод строительства приводит к структурным недостаткам, когда слои прилегают друг к другу. Это означает, что объекты, созданные с использованием аддитивного производства, могут быть недостаточно прочными, чтобы выдерживать вес или выдерживать экстремальные условия. Это существенно ограничивает аддитивное производство, используемое для создания нефункциональных прототипов.

Хотя существующие 3D-принтеры могут использовать металл для печати, они все еще редко встречаются в отрасли. Как правило, использование 3D-печати для создания нестандартных металлических деталей обходится дороже, чем использование станков с ЧПУ для создания нестандартных металлических деталей.

Даже для относительно быстрых процессов 3D-печати (таких как SLS и SLA) процесс построения объектов слой за слоем очень медленный. Это делает аддитивное производство непрактичным для удовлетворения больших объемов спроса. 3D-принтер также имеет платформу сборки ограниченного размера. Если для работы требуются большие детали или модели, их необходимо распечатать как более мелкие детали и склеить между собой. Это требует дополнительной работы, не говоря уже о дополнительных точках отказа.

Что такое Субтрактивное производство ?

Субтрактивное производство включает в себя процессы, связанные с созданием объектов путем удаления материала. По сути, это противоположность аддитивному производству. Компания не добавляет материалы, а выполняет субтрактивное производство, удаляя материалы. Обычно он начинается с большого куска сырья. Затем компания удаляет из него лишний материал, чтобы создавать новые объекты меньшего размера и другой формы.

Термин субтрактивное производство относится к процессу производства объектов с использованием станков с числовым программным управлением (ЧПУ) с ЧПУ для непрерывного удаления материалов из исходного блока для достижения желаемой формы и размера. Процесс начинается, когда инженер-конструктор отправляет модель САПР в механическую мастерскую, желательно с использованием онлайн-системы котировок. Усовершенствованное программное обеспечение анализирует, проектирует и выбирает инструменты, траектории движения инструментов и лучшие заготовки. Станки с ЧПУ могут использовать различные материалы, включая металл, дерево, стекло, керамику, пластик и композитные материалы.

Преимущества

Субтрактивное производство имеет несколько ключевых преимуществ:

Чистота поверхности

Высокая точность и геометрическая точность

Отличная повторяемость

Приложения с высокими нагрузками

По сравнению с аддитивным производством стоимость обработки некоторых деталей ниже. Субтрактивное производство сохраняет первоначальную целостность материала. Это означает, что продукты, изготовленные методом вычитания, более долговечны, что делает эту технологию особенно популярной в автомобильной и авиационной промышленности.

Совместимость с несколькими материалами

Скорость и высокая производительность

В субтрактивном производстве используются машины с возможностью линейного и многоосевого вращения. Стандартные 3-осевые и 5-осевые фрезерные и токарные станки с ЧПУ могут обрабатывать заготовки с разных сторон для создания сложных конструкций.

Качество моделей и деталей, созданных субтрактивным производством, как правило, лучше, чем у аддитивного производства. Поскольку этот процесс не создает видимых линий слоя, в процессе постобработки требуется лишь минимальная работа.

Недостаток

Невозможно вырезать или вырезать слишком сложные конструкции или полые объекты с помощью станков с ЧПУ. Также много времени уходит на настройку станка с ЧПУ. Даже незначительные изменения конструкции могут потребовать повторной сборки, которая должна выполняться вручную. Поэтому обработка с ЧПУ — это то, что производитель резервирует для массового производства.

Заключительные мысли

С точки зрения технологии производства, аддитивное производство с помощью 3D-печати все еще является новой технологией. Хотя ее преимущество заключается в том, что она может стать отличным преимуществом практически для всех 3D-дизайнов, эта технология недостаточно хороша, чтобы отказаться от более традиционных методов производства. Субтрактивное производство существует уже несколько десятилетий, но до сих пор считается стандартом в ряде отраслей.

Субтрактивное производство по-прежнему используется компаниями, когда им необходимо быстро и надежно производить большое количество деталей. Эта технология особенно подходит для изготовления высокопрочных деталей из металла. По мере того как все больше и больше компаний осваивают новые технологии, такие как лазерная резка и электроэрозионная обработка (EDM), субтрактивному производству, похоже, не грозит исчезновение.