CNC срещу 3D печат

Въведено през 40-те години, субтрактивното производство се прилага за обработка на много сложни части, които изискват оптимална точност. По същество процесът включва контролирано изваждане или изрязване от блок материал, за да се създаде краен продукт. Днес субтрактивното производство се предлага в много различни форми (фрезоване, струговане, лазерно рязане, EDM и дърворезба) и се използва за огромно разнообразие от приложения за прототипиране, при самото производство и при монтажа.

Адитивното производство (3D печат, 3D принтиране или бързо прототипиране) е по-нов процес на производство и претърпява значителен растеж поради технологичния и материален напредък. Представен през 80-те години като инструмент за производство на прототипи от дигитален модел, 3D принтирането се превърна в обичаен метод на производство поради своите скорост, гъвкавост и намалени разходи. Противоположно на субтрактивното производство, адитивното производство депозира материали само там, където е необходимо и обикновено го прави слой по слой. Адитивно производство се предлага в много различни технологични форми (FFF, SLA, DLP, MJF и др.) и е в състояние да отпечата множество полимерни и метални материали.

И двете технологии имат своите силни и слаби страни по отношение на разработването на продукта и производствената среда. Със сигурност има аргументи, за да се определи кой процес е идеален за вашия бизнес или приложение, но е важно да се отбележи, че тези технологии често се допълват и могат да съществуват успоредно. Можете да идентифицирате по какви начини тези технологии могат да бъдат полезни за вашия бизнес, като разгледате няколко фактора - бизнес модела ви, зрялостта на компанията, процеса на разработване на нови продукти  и производствения процес. Например, машинен цех ще използва CNC обработка за обемни производства и алтернативно, използва 3D печат, за да произведе части, които са проектирани с усъвършенствани функционалности или геометрии, които просто не са възможни със субтрактивна технология.

За да разберете по-добре как вашият отдел може да оптимизира настоящите и новите технологии, ние ще ви предоставим кратко ръководство, което ще ви помогне да откриете коя технология ще осигури най-голяма полза в различните етапи от развитието на продуктите ви.. Субтрактивното и адитивно производство са много обемни теми, така че за справка това ръководство ще сравнява общата CNC обработка спрямо FFF3D принтирането с термопласти.

Прототипиране

Кога да се използва субтрактивно производство?

CNC машинното оборудване може да бъде скъпо и обикновено е запазено за производствени цели. Поради времето за настройка и нуждата от надзор на оператор, CNC обработката изисква по-практически подход. Въпреки това, ако оборудването е налично - субтрактивната технология е добра опция заради прецизността на изработка на частите и толеранса при изграждането. CNC машините са промишлени системи с цифрото-програмно управление и са основно перо в бюджета на едно производство заради  първоначалната инвестиция, разходите за поддръжка и времето, свързано с настройките на машините.

Кога да се използва адитивно производство?

3D печатът е стратегически проектиран за бързо прототипиране, тъй като използването на CNC оборудването не е финансово обосновано, когато се отнася за единични продукти, лимитрани серии или малко серийно производство.. Въпреки че някои субтрактивни технологии са теоретично по-бързи, адитивното производство предоставя предимство по отношение на изискванията за дизайн и икономическа ефективност. Успешно може да създадате например няколко последователни итерации на прототипи и да ги 3D принтирате в рамките на една нощ. Освен това цената е значително по-ниска спрямо субтрактивното производство - особено когато става въпрос за ревизии.

Винаги е важно да сравнявате скорост, качество и цена. Въпреки че процесът на производство с CNC е по-бърз от AП (адитивно производство), времето за настройка е важно съображение и цялостно ще отнеме повече време в сравнение с 3D печат. Възможно е да се твърди, че субтрактивното производство може да произведе части с по-висок толеранс (не винаги е така), но адитивно производство със сигурност е идеалният избор, когато става въпрос за ниски разходи и многократни ревизии. И нека си признаем - никой не прави своя прототип перфектен от първия път.

Производство

Кога да се използва субтрактивно производство?

Както бе споменато по-горе, за обемно и масово производство се използват предимно технологии за отнемане на материал като CNC. Настройката на CNC машина изисква събиране на запаси, писане на G-код, инструментална екипировка и последваща обработка, така че времето за работа е по-дълго в сравнение с адитивното производство. След като обаче машината заработи, тя е значително по-бърза и размерът на детайлите вече не е фактор. Винаги е важно да се вземе предвид нивото на себестойност, когато става въпрос за сравнение на технологиите, но в по-голямата си част CNC е високопроизводителен инструмент за производствени цели.

Кога да се използва адитивно производство?

Материалният напредък в адитивното производство води до завладяващи производствени приложения при много компании, опериращи на автомобилните, космическите и потребителските пазари на продукти. Например авиационната индустрия е усвоила  3D принтирането, за да отпечатва рамки, врати и скоби с по-малко тегло, като се възползва от предимствата на селективното отлагане на материали. Тези предимства позволяват производството на изключително сложни олекотени конструкции, които традиционно не са възможни с CNC. Други плюсове за тези индустрии са производството на персонализирани компоненти и кратките срокове за изпълнение, възможни благодарение на интегирано 3D принтиране в производството.Основното ограничение за производството на голям обем продукти с 3D печат обаче остава цената на детайл.

Ако търсите помощ, за да определите коя технология е подходяща за вашето производствено приложение, препоръчваме да сравните разходите и времето. Това е често срещан метод на пазара и ще ви помогне да разберете по-добре технологичните и икономически ползи, свързани или с субтрактивно или с адитивното производство.

Нематериалните позитиви

Каква е съществената стойност на субтрактивното производство?

Конвенциалното  производство с ЦПУ машини е най-ефективната технология за масово производство в индустриалния свят. Това е изпитан метод от поколения насам. Няма машинен цех или производител на услуги, които да не извършват или да не използват външна услуга за субтрактивно производство при производствените си цели. Това на практика означава в индустрията, че е по-лесно да се намерят технически компетентни ресурси и това производство е по-достъпно.

Какви са съществените предимства на адитивното производство?

Безграничната свобода на дизайна, предлагана от адитивното производство, е несравнима с всяка друга технология на производство. Способността за стратегическо депозиране на материали и комплексен дизайн с интегрирани функции  вдъхва живот на иновациите и инженерните възможности. Работни съоръжения, сложни канали за въздушен поток, олекотяване на структури и много други приложения са възможни при адитивното производство. То дава възможност на инженерите да мислят извън традиционните похвати и да идентифицират нови начини за производство на по-добри и по-ефективни части.

Заключение

Инжекционното формоване и CNC обработката са най-рентабилните методи за масово производство, достъпни за промишлеността, докато от своя страна 3D печатът изцяло владее етапа на прототипиране и постепенно навлиза в производствения цикъл благодарение на развитието на технологиите и на наличието на все повече материали, оптимизирани за 3D принтиране. Наред с другите променливи е важно да сравните размера, количеството, функционалността и целта, за да установите кое е най-смисленото за вашия бизнес.

Ако разглеждате тези въпроси по отрасли, може да помислите за следното: Индустрията на потребителски продукти преживява огромен растеж с персонализирани обувки, аксесоари и електроника чрез иновациите, които 3D печата предлага. Пазарите на автомобили и транспортни услуги са инвестирали значително време и ресурси за идентифициране на широкоформатни 3D принтери, които могат да заменят изискванията за залепване, заваряване и инструментална екипировка, необходими на производството. Сертифицирани технически и композитни  материали, създадени за адитивното производство с превъзходни механични свойства, водят до голям напредък в биомедицината и медицинските устройства, одобрени за здравеопазване. В хранително-вкусовата промишленост и опаковъчната индустрия 3D принтирането позволява автоматизация на поточните линии, лимитирани кампанийни продуктови серии според сезона и отпечатване на специални форми за отливане. А коя е вашата индустрия?

Източник: https://b2n.bg/