Технологические различия между 3D - печатью и CNC, инъекцией и инъекцией металлического порошка

 

Дата выпуска：[2024/3/6]
 

3D - печать, первоначально созданная как метод быстрого формования, также известный как аддитивное производство, теперь превратилась в настоящий производственный процесс. 3D - принтеры позволяют инженерам и компаниям производить как прототипы, так и продукты конечного назначения одновременно и имеют значительные преимущества по сравнению с традиционными производственными процессами. Эти преимущества включают в себя реализацию крупномасштабной настройки, увеличение свободы проектирования, сокращение сборки и возможность использования в качестве экономичного и мелкомасштабного производственного процесса.
Сравнение обработки с ЧПУ и 3D - печати
Разница в материалах
Материалы, используемые для 3D - печати, в основном включают жидкие смолы (SLA), нейлоновые порошки (SLS), металлические порошки (SLM), проволоки (FDM) и т. Д. Жидкие смолы, нейлоновые порошки и металлические порошки занимают подавляющее большинство рынка промышленной 3D - печати.
Материалы, используемые в обработке с ЧПУ, представляют собой металлические пластины, которые измеряют длину, ширину, высоту и износ деталей до резки листов соответствующих размеров для обработки. По сравнению с 3D - печатью, обработка с ЧПУ имеет больше выбора материалов. Как правило, аппаратные и пластиковые пластины могут быть обработаны с помощью CNC, а плотность формованных деталей лучше, чем 3D - печать.
Разница деталей, обусловленная принципом формования
3D - печать - это процесс, при котором модель разрезается на N - слой / N - многоточечный, а затем складывается последовательно по слоям / точкам, как строительные блоки. Таким образом, 3D - печать может эффективно обрабатывать детали со сложной структурой, такие как полые детали, в то время как CNC трудно реализовать обработку полых деталей.
Обработка с ЧПУ - это восстановление материалов, использование различных высокоскоростных режущих инструментов, в соответствии с запрограммированным маршрутом резания необходимых компонентов. Поэтому обработка с ЧПУ может генерировать только круги с определенной кривизной. Хотя обработка с ЧПУ под внешним прямым углом не является проблемой, она не может непосредственно генерировать внутренний прямой угол, который должен быть достигнут с помощью таких процессов, как линейная резка / разрядка. Кроме того, для поверхности обработка с ЧПУ занимает много времени, и если программировать и оператор не имеет достаточного опыта, легко оставить очевидный рисунок на детали. Для деталей с внутренним прямым углом или большой поверхностью 3D - печать не вызывает никаких трудностей с обработкой.
Некоторые сравнивают 3D - печать с сложением порошка торта в торт, в то время как CNC разрезает большой торт на мелкие кусочки, что является более подходящей метафорой.
Различия в операционном программном обеспечении
Большинство программ для 3D - печати просты в эксплуатации и могут быть хорошо использованы в течение одного или двух дней под профессиональным руководством. Программное обеспечение для резки чипов в настоящее время оптимизировано очень просто и поддерживает автоматическую генерацию, поэтому 3D - печать может быть распространена на отдельных пользователей.
Программное обеспечение с ЧПУ намного сложнее и требует работы профессионалов. Люди с нулевыми базовыми знаниями обычно должны учиться около шести месяцев. Кроме того, требуется оператор ЧПУ для управления станком ЧПУ. Часто используются UG, MASTERCAM, CIMATRON и отечественная точная гравировка. Изучение этого программного обеспечения сопряжено с определенными трудностями.
Компонент может иметь множество схем обработки с ЧПУ и очень сложное программирование. Однако из - за относительно простого расположения 3D - печати ее влияние на время обработки и расходные материалы невелико.
Различия в переработке
Вариантов переработки деталей 3D - печати немного, как правило, включает в себя полировку, пескоструйное распыление, удаление заусенцев, окрашивание и так далее. Варианты переработки деталей с ЧПУ разнообразны, включая полировку, распыление масла, удаление заусенцев, гальваническое покрытие, шелковую печать, транслитерацию, окисление металла, лазерную гравировку, пескоструйную обработку и так далее.
Цифровая обработка и 3D - печать имеют свои преимущества и недостатки. Важнее выбрать правильную технологию обработки.
Разница между 3D - печатью и технологией литья
Пластиковое инъекционное формование относится к определенной температуре, с винтом перемешивает полностью расплавленный пластиковый материал, под высоким давлением вводит его в полость, охлаждает и отверждает, чтобы получить способ формования продукта. Этот процесс начался в 1920 - х годах и имеет почти вековую историю развития. Это широко используемая и зрелая технология промышленного производства.
В производстве пластмасс 3D - печать и инъекции часто используются для конкуренции, и есть много мнений, что 3D - печать является терминатором инъекций. Одним из вопросов, волнующих производителей, является высокая или низкая конкурентоспособность. В чем разница между 3D - печатью и литьем?

Модель производства

Технология литья инъекций, до тех пор, пока есть литье для инъекций, вы можете производить стандартизированные продукты в больших масштабах по низкой цене. Поэтому для традиционного массового производства литье инъекций остается лучшим выбором в настоящее время.
С другой стороны, 3D - принтер не требует традиционных режущих инструментов, приспособлений, станков или любой формы и может автоматически, быстро, прямо и относительно преобразовывать любую форму компьютера непосредственно в физическую модель. Поскольку уникальные характеристики 3D - принтеров сильно отличаются от традиционных технологий литья, чем сложнее твердые объекты, тем быстрее обработка, тем более рентабельным является сырье. Поэтому они лучше подходят для персонализации производства разнообразных продуктов.
Издержки производства
Из - за широкого использования сырья для литья инъекций, его крупномасштабное и быстрое стандартизированное производство также способствует снижению стоимости отдельных продуктов. Таким образом, с точки зрения затрат на производство, стоимость литья инъекций намного ниже, чем технология 3D - печати.
Однако для промышленного производства реальный аспект экономии средств от 3D - печати заключается в модификации прототипа, которая требует только модификации модели CAD без каких - либо производственных затрат.
В инъекционном формовании, если прототип является стальной формой, стоимость реконструкции будет относительно низкой, но если вы используете инструмент для изготовления формы из алюминиевого сплава, стоимость будет намного выше. Вот почему многие компании или люди, которые в настоящее время занимаются дизайном пресс - форм, выбирают 3D - принтер для печати дизайна формы.
Область применения
В настоящее время технология литья инъекций может обеспечить массовое производство однородной формы продукции, идеально подходит для крупномасштабного стандартизированного производства продукции.
3D - печать требует только ввода 3D - изображений через терминал управления, чтобы напечатать сырье в физическую модель или даже непосредственно изготовить детали или формы, эффективно сокращая цикл разработки продукта. В настоящее время 3D - печать широко используется в обрабатывающей промышленности, архитектурном дизайне, дизайне пресс - форм и других областях.
Сравнение 3D - печати металла с инъекцией
Металлическое инъекционное формование (MIM) является мощным производственным процессом для массового производства металлических деталей. Но 3D - печать вязких струйных металлов предлагает привлекательную альтернативу своим уникальным преимуществам.
3D - печать вязкого напыления металла использует решетку сопла, чтобы разрезать модель CAD на ряд двумерных данных. На основе двухмерной графики, полученной срезом, клей избирательно распыляется в металлическом порошковом слое для отверждения и формования, а вся заготовка выполняется по слоям. Затем начальная заготовка предварительно спекается, чтобы получить определенную прочность, а затем очищается порошком. * После высокотемпературного спекания удаляется связующее вещество, достигается слияние между частицами порошка, что приводит к образованию деталей высокой плотности и высокой прочности. Обе технологии имеют как сходства, так и различия.
Различия между 3D - печатью и литьем
Во - первых, 3D - печать имеет минимальные конструктивные ограничения, а характеристики изготовления деталей по слоям дают технологии лучшую свободу проектирования. В принципе, он может реализовать печать деталей различных сложных форм. Это также означает, что несколько деталей могут быть объединены - несколько разъемов могут быть заменены одной деталью, но реализованы те же функции - что уменьшает количество деталей и сокращает время сборки. Конструкция MIM требует обжима деталей, что ограничивает некоторые формы и не позволяет создавать сложные структурные детали, такие как 3D - печать. Однако из - за гравитации, трения и усадки процесс спекания после 3D - печати струйных металлов не очень хорош в обработке крупномасштабных тонкостенных деталей без опорных конструкций или в изготовлении тонких древовидных деталей.
Во - вторых, процесс формования отличается. В 3D - печати металла с впрыском клея используется решетка сопла для выборочного впрыска и отверждения клея, в то время как MIM использует форму для инъекции. Тем не менее, оба процесса переработки одинаковы и требуют высокотемпературного спекания. После спекания плотность деталей 3D - печати может достигать более 98%, что аналогично процессу MIM. Однако, поскольку MIM требует специального процесса обезжиривания, невозможно изготовить очень толстые детали.
В - третьих, 3D - печать струйных металлов имеет меньше этапов производства, чем MIM. MIM требует моделирования, а 3D - печать струйного металла может печатать детали напрямую. Потому что скорость обработки небольших партий значительно лучше, чем технология MIM. И как только MIM - форма будет обработана,Корректировать его непросто. Таким образом, 3D - печать металла может повторяться несколько раз без дополнительных затрат.
Как выбрать между 3D - печатью струйного металла и MIM?
В большинстве случаев выбор в основном основан на производстве. Для прототипирования и мелкосерийного производства, таких как десятки тысяч штук, выбор первого является хорошим выбором. Тем не менее, MIM более рентабельна в массовом производстве, например, технология MIM может быть использована для сотен тысяч или менее заказов.
Помимо того, что решающим фактором является производство, есть и другие причины.
Из - за ограничений обезжиривания MIM не может производить слишком большие и толстые детали. Качество деталей MIM обычно находится в пределах 500 г, поэтому для крупных деталей предпочтительным является технология 3D - печати.
Кроме того, сложный дизайн также имеет тенденцию выбирать 3D - печать, поскольку геометрия деталей MIM ограничена размножением.
Эти два процесса также отличаются по качеству поверхности. Поверхностная гладкость MIM немного выше, шероховатость составляет около 1 - 2 мкм. Поверхность металлических деталей, напечатанных на 3D - принтере с распылением клея, составляет более 3 мкм. Для тех деталей, которые требуют высокой точности сборки, процесс переработки требует CNC, который может быть литьём или 3D - печатью.
Выводы
Независимо от типа процесса 3D - печати, он является полезным дополнением к традиционным производственным процессам. Для некоторых небольших партий, сложных продуктов, стоимость моделирования или других традиционных процессов относительно высока. В этом случае 3D - печать может иметь более очевидные ценовые преимущества и эффективность производства. Таким образом, в будущем, по мере углубления понимания технологии 3D - печати в конкретной отрасли, эта технология станет выбором в промышленной цепочке. 3D - печать - это только производственный процесс.