Imprimarea 3D din metal va înlocui prelucrarea CNC?

Publicat: 2021-05-20

De mulți ani, prelucrarea CNC a fost metoda de producție de precizie. Acest proces presupune utilizarea unui software de calculator pentru a muta unelte și mașini pentru crearea pieselor. Cu toate acestea, există un nou concurent în imagine - imprimarea metal 3D.

Boom-ul Industriei 4.0 vede ca mai mulți dezvoltatori își deschid porțile către producția folosind imprimarea 3D. Tehnica aditivilor metalici continuă să transforme industria prelucrătoare. Numeroase aplicații ale acestei tehnici merg în prim-planul producției.

Întrebarea comună în industrie de astăzi se învârte în jurul alegerii între prelucrarea CNC și imprimarea 3D. În timp ce imprimarea 3D se dovedește a fi un proces eficient, va înlocui prelucrarea CNC? Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie mai întâi să luăm în considerare câțiva factori care influențează deciziile de selecție.

Cum se compară imprimarea 3D pe metal cu prelucrarea CNC?

Serviciul de frezare CNC a fost elementul de bază al producției încă de la evoluția sa, în timp ce imprimarea 3D poate părea puțin inedită. Cu toate acestea, imprimarea 3D construiește obiectele pe rând, ajutând la crearea pieselor cât mai eficient posibil. Unul dintre cele mai mari beneficii pe care acest sistem le oferă față de metodele tradiționale este viteza de producție.

Acest lucru nu înseamnă că producătorii abandonează prelucrarea CNC. Ambele abordări de producție oferă beneficii care le fac pe fiecare dintre ele potrivite pentru diferite obiective. Iată câțiva dintre factorii care ajută la compararea acestor procese și eficacitatea lor:

Precizie

Când comparați calitatea suprafeței pieselor prelucrate CNC cu imprimările 3D, veți observa diferența de calitate. Piesele produse cu CNC pot trece de la producție la piață de îndată ce este necesar. Cu toate acestea, imprimările 3D necesită adesea pași diferiți pentru a finaliza sarcinile de producție. Acest lucru percepe procesul de imprimare 3D ca un proces mai puțin eficient decât frezarea CNC.

Imprimantele 3D nu au precizia necesară pentru utilizări critice. Chiar și atunci când inginerii folosesc tehnologia Selective Laser Melting pentru imprimarea pieselor 3D în metal, precizia acesteia nu poate fi egală cu cea a mașinilor CNC. De exemplu, frezarea CNC cu 5 axe poate crea o precizie mecanică de 1 micrometru pe fiecare axă. Acest nivel de precizie nu este posibil cu imprimantele 3D disponibile în prezent.

Viteză

Procesul de frezare CNC începe cu prelucrarea unui bloc de material pentru a îndeplini specificațiile de proiectare. Acest proces este unul care poate schimba precizia cu viteza ori de câte ori viteza devine un factor crucial. Acest lucru oferă operatorilor un control mai bun asupra timpului de producție. Utilizarea producției aditive de metal durează mai mult decât procesele subtractive.

Procesul convențional de imprimare 3D implică crearea lentă de straturi pentru a obține produsul dorit treptat. Imprimanta 3D însăși determină viteza procesului. În unele cazuri, producătorii folosesc imprimante mai rapide atunci când viteza devine un factor. Chiar și așa, imprimantelor 3D le va fi greu să țină pasul cu mașinile CNC.

Există mai multe imprimante 3D disponibile, ceea ce face dificilă compararea lor cu morile CNC. În plus, imprimarea 3D necesită procese de post-producție, crescând timpul de realizare a componentelor. În general, prelucrarea CNC oferă avantaje în materie de viteză față de imprimarea 3D.

Cost

Comparațiile între costurile pentru imprimarea 3D și frezarea CNC vin adesea în termeni generali. Definiția unităților variază de obicei între materiale, clienți și locuri de muncă. Considerațiile de preț sunt unul dintre factorii majori atunci când decideți între utilizarea unui router CNC sau a unei imprimante 3D.

Când vine vorba de utilizarea mașinilor CNC pentru a crea piese, cantitățile mici sunt de obicei asociate cu un cost unitar mai mare. Cu toate acestea, loturile mari sunt adesea mai economice, ceea ce face CNC-ul ideal pentru producția de masă. Costul unitar al produselor de aici poate crește în funcție de precizia și complexitatea rezultatelor. Costul mai mare se poate datora traseelor de scule mai mari necesare și timpului necesar pentru finalizarea lucrării.

Imprimarea 3D din metal, pe de altă parte, are fiecare unitate de ieșire care costă la fel. Prețul unității de ieșire rămâne constant, indiferent de mărimea lotului. A avea costuri egale pentru fiecare unitate în producțiile de volum mic reprezintă un avantaj. Cu toate acestea, costul uniform pe unitate pentru producțiile de volum mare poate deveni o problemă.

Dimensiunea producției

Imprimantele 3D folosesc procese aditive și de stratificare, ceea ce le face nepotrivite pentru producții de volum mare. Tehnologiile 3D actuale se pot scala doar de la producerea de piese personalizate mici la obiecte de dimensiuni medii.

Pe de altă parte, routerele CNC sunt capabile să scaleze între crearea de ieșiri mici și mai mari. Amploarea pieselor create depinde adesea de capacitățile mașinii. De multe ori, scara depinde și de materiile prime implicate în producție.

Deși imprimantele 3D caută să evolueze pentru a crea produse mai mari, în prezent nu au capacitatea de producție extinsă precum mașinile CNC. Mai mult, timpul necesar pentru imprimarea 3D limitează fezabilitatea și scalabilitatea tehnologiei. Cu toate acestea, flexibilitatea sa permite comutarea rapidă între diferite locuri de muncă.

Imprimarea 3D, un complement la prelucrarea CNC

Companiile care folosesc imprimarea 3D din metal au viziunea de a reduce costul pe piesă pentru a face componentele fabricate cu aditivi să treacă spre producții de volum mare. Acest lucru va muta această metodă în direcția industriei pieselor de producție de ultimă generație.

Noile tehnologii sunt într-o mișcare constantă în această direcție. Fabricarea aditivelor metalice ocupă acum un spațiu bun între prototipare și producția completă. De asemenea, acum vedem cazuri în care imprimarea 3D creează geometrice complexe. Astfel, oferă soluții mai rapide și mai rentabile în astfel de cazuri.

În ciuda naturii promițătoare a acestor tehnologii cu aditivi metalici, ele nu vor înlocui complet prelucrarea CNC. Cel puțin, nu vor face asta prea curând. Mai degrabă, imprimarea 3D va rămâne în propria sa nișă considerabilă în cadrul gamei extinse de procese de fabricare a metalelor. În același timp, frezarea CNC își va păstra locul pentru o gamă largă de aplicații. Acest lucru va fi valabil mai ales pentru piesele care necesită toleranțe extrem de strânse.

În plus, piesele imprimate 3D trebuie de obicei să treacă prin finisare post-producție. Acestea includ adesea curățarea, spălarea, lustruirea și multe altele. Pe de altă parte, doar o cantitate mică de prelucrare CNC va oferi piese de formă aproape netă pentru toleranțe strânse. Prin urmare, piesele aditive metalice și piesele de frezare CNC vor continua să coexiste ani de zile. Aceste tehnologii se vor completa reciproc pentru mai mulți producători din industria 4.0.

Ai vreo părere despre asta? Anunțați-ne mai jos în comentarii sau transmiteți discuția pe Twitter sau Facebook.