1, "Από τις γρατζουνιές" σχετικά με την τεχνική αρχή στην ανύψωση, η διαφορά μεταξύ της παραγωγής προσθέτων και της αφαιρετικής κατασκευής αφορά "από τις γρατζουνιές μέχρι το τελικό τμήμα".
Η κεντρική τεχνολογία παραγωγής προσθέτων μετάλλων είναι "στρώμα με συσσώρευση στρώματος", στην οποία οι μεταλλικές σκόνες ή τα καλώδια λιώνονται και εναποτίθενται στρώμα μέσω στρώματος μέσω πηγών ενέργειας όπως λέιζερ ή δέσμες ηλεκτρονίων, με αποτέλεσμα την άμεση παραγωγή στερεών εξαρτημάτων από ψηφιακά μοντέλα. Η τυπική διαδικασία περιλαμβάνει:
Επιλεκτική τήξη λέιζερ (SLM): Διαδικασία κατασκευής προσθέτων που χρησιμοποιεί ένα υψηλό - ενεργειακό λέιζερ για να λιώνει επιλεκτικά στρώμα σκόνης με στρώμα, που συχνά χρησιμοποιείται για την παραγωγή σύνθετων δομικών εξαρτημάτων όπως θαλάμους καύσης αεροσκαφών ή σκάφη πίεσης πυρηνικού αντιδραστήρα και εναλλάκτες θερμότητας.
Η τήξη της δέσμης ηλεκτρονίων (EBM) μια διαδικασία λιωμένης κενού χρησιμοποιώντας τη δέσμη ηλεκτρονίων, τον υψηλό ρυθμό εναπόθεσης και τα χαμηλά χαρακτηριστικά υπολειμματικής τάσης για την κατασκευή εξαρτημάτων αεροπορίας από κράμα τιτανίου.
Arc Additive Manufacturing (WAAM): Συσσώρευση μετάλλου με τήξη μεταλλικών καλωδίων και προσθήκη στρώματος με στρώμα με ρομποτικό βραχίονα με ηλεκτρικό τόξο ως πηγή θερμότητας. Είναι ιδανικό για την ταχεία δημιουργία αντικειμένων μεγάλης δομής, όπως οι έλικες των πλοίων και οι πύργοι των ανεμογεννητριών.
Στο αφαιρετικό περιβάλλον παραγωγής, εκτελείται «στρώμα με απομάκρυνση στρώματος» όπου χρησιμοποιούνται τυπικά εργαλεία στροφής, άλεσης, γεώτρησης και λείανσης για την απομάκρυνση του υλικού από την πηγή (απόθεμα) και έτσι την τελική γεωμετρία. Τα τεχνικά του κλάδο περιλαμβάνουν:
Work_HealthCNC Μη μηχανική κατεργασία: Ο υπολογιστής - ελεγχόμενη διαδρομή εργαλείων μπορεί να πραγματοποιήσει υψηλή - ακρίβεια σύνθετη μηχανική κατεργασία και χρησιμοποιείται ευρέως στο μπλοκ κυλίνδρου κινητήρα αυτοκινήτου και τα δομικά τμήματα αεροσκαφών.
Ηλεκτρική κατεργασία εκκένωσης (EDM): Χρήση ηλεκτρικής εκκένωσης σε μεταλλικά υλικά, ισχύει για την επεξεργασία ακριβείας δύσκολων υλικών επεξεργασίας, συμπεριλαμβανομένου του σκληρού κράματος, του χάλυβα μούχλας.
Cut Cut / WaterJet Cut: Αυτή η τεχνική κόβει υψηλή - δοκούς ενέργειας ή υψηλής - ροή νερού πίεσης των υλικών για ταχεία παραγωγή 2D επίπεδων τμημάτων.
Η βασική διαφορά: Η παραγωγή προσθέτων απαλλάσσεται από το συνδυασμό της εξάρτησης από μούχλα και εξάρτησης της παραδοσιακής κατασκευής που μπορεί να φιλοξενήσει "ελεύθερο σχεδιασμό". Ενώ η αφαιρετική κατασκευή είναι καλύτερη στην ακρίβεια, η ποιότητα της επιφάνειας και ιδιαίτερα κατάλληλη για παρτίδα - κανονιστική παραγωγή.
2, σενάρια εφαρμογής: Η διαφορά μεταξύ προσαρμογής και κλιμάκωσης
Πλεονεκτήματα της κατασκευής προσθέτων μετάλλων:
Μικρό - Batch Bespoke Manufacturing: Το πρόσθετο μπορεί να ικανοποιήσει γρήγορα τις εξατομικευμένες απαιτήσεις - κάτι που έχει εφαρμογές σε τομείς όπως η αεροδιαστημική και τα ιατρικά εμφυτεύματα. Για παράδειγμα, τα δομικά συστατικά κράματος τιτανίου μεγάλου αεροσκάφους, τα οποία αναπτύσσονται από το Bolite, έχουν το 3D τυπωμένο αντί για μια παραδοσιακή τεχνολογία, για να μειώσουν τον κύκλο και το κόστος παράδοσης και είναι επίσης ευεργετικά για την ελαφριά και την οικονομία καυσίμου.
Κατασκευή σύνθετων δομικών τμημάτων: Η AM μπορεί να παράγει γεωμετρίες από βελτιστοποιημένες δομές τοπολογίας οι οποίες είναι μη εφικτές με την παραδοσιακή κατασκευή. Για παράδειγμα, από την τεχνολογία EBM Ge Aviation θα μπορούσε να σχεδιάσει και να παράγει πτερύγια, τα οποία ζυγίζουν μόνο το μισό από ένα τυπικό από κράμα νικελίου, με αποτέλεσμα την εξοικονόμηση καυσίμου για τον κινητήρα.
Ελαφρύ και υψηλό - ενσωμάτωση: Ο ενσωματωμένος σχεδιασμός θα μειώσει την ποσότητα των εξαρτημάτων και η αξιοπιστία των μερών θα αυξηθεί υπό τις συνθήκες της τεχνολογίας προσθέτων κατασκευής (AM). Για παράδειγμα, υπάρχει μια επιχείρηση, η οποία αναπτύσσει ένα 3D - τυπωμένο ισχίο -, το οποίο βασίζεται στον σχεδιασμό υλικού κλίσης, επιτρέπει να απορροφά σταδιακά στο σώμα χωρίς την εμφάνιση δευτερογενούς λειτουργίας.
Ισχύοντα σενάρια για αφαιρετική κατασκευή:
Μαζική παραγωγή πρότυπου: Σε ορισμένες περιοχές όπως η αυτοκινητοβιομηχανία και η οικιακή συσκευή, η αφαιρετική κατασκευή μπορεί να επιτύχει μεγάλη παραγωγή ποσοτήτων - με τη βοήθεια μούχλας και αυτόματης γραμμής. Το περίβλημα του κινητήρα του μοντέλου Tesla, για παράδειγμα, είναι κατεργασμένο με CNC, με ένα μεμονωμένο κόστος σχετικά χαμηλή και τραχύτητα επιφάνειας σχετικά χαμηλή.
Απαίτηση κατεργασίας υψηλής ακρίβειας: Υπάρχουν πεδία που δεν μπορούν να αντικατασταθούν από την αποτελεσματικότητα της απομάκρυνσης, όπως στον τομέα του οπτικού εξοπλισμού και των εξαρτημάτων ημιαγωγών. Για παράδειγμα, οι οπτικοί φακοί Zeiss παράγουν ακρίβεια επιφάνειας στην περιοχή νανομέτρων χρησιμοποιώντας τεχνολογία άλεσης εξαιρετικά ακριβείας.
Μεγάλη παραγωγή δομικών συναρμολόγησης: Για εξαρτήματα μεγαλύτερα από λίγα μέτρα, η αφαιρετική κατασκευή είναι το κόστος και η αποτελεσματικότητα πιο συμφέρουσα. Για παράδειγμα, τέτοιες λεπίδες έλικας πλοίων μπορούν να συμμορφώνονται με την εξαιρετικά υψηλή απαίτηση για το μέγεθος και την ένταση του μεγέθους και της έντασης μέσω της επεξεργασίας της άλεσης του CNC.
3, Αποδοτικότητα κόστους: Η μάχη μεταξύ βραχυπρόθεσμων επενδύσεων και μακροπρόθεσμης αξίας
Το κόστος της κατασκευής προσθέτων:
Τιμή: Οι εκτυπωτές βιομηχανικών μετάλλων 3D είναι δαπανηροί και πρέπει να εκτελούνται παράλληλα με το post - εξοπλισμό επεξεργασίας, όπως οι θερμοί ισοστατικοί φούρνοι και τα εργαλεία CNC.
Υψηλό κόστος υλικών: Η τιμή μιας μεταλλικής σκόνης (όπως ένα κράμα τιτανίου, ένα νικέλιο - που βασίζεται στο κράμα) είναι αρκετές φορές υψηλότερη από αυτή μιας κοινής ράβδου και περιορίζεται από την τεχνολογία για χρήση.
Η συμφόρηση της κλίμακας: Ο χρόνος παραγωγής ενός μόνο τεμαχίου εργασίας σχετίζεται εκθετικά με την πολυπλοκότητα του τεμαχίου εργασίας και η αποδοτικότητα παραγωγής κλίμακας είναι υψηλότερη από αυτή της αφαιρετικής κατασκευής.
Πλεονεκτήματα κόστους της αφαιρετικής κατασκευής:
Χαμηλή τιμή μονάδας: Μετά την κατασκευή του καλουπιού, το κόστος ανά κομμάτι είναι πολύ χαμηλότερο όταν η ποσότητα είναι μεγαλύτερη. Είναι κατάλληλο για την ετήσια ποσότητα παραγωγής είναι μεγαλύτερη από χιλιάδες.
Υψηλή χρήση υλικού: Η χρήση υλικού της μηχανικής κατεργασίας CNC είναι πάνω από 90%και τα θραύσματα μπορούν να ανακυκλωθούν και να επαναχρησιμοποιηθούν.
Παράγοντες που επηρεάζουν τον σχηματισμό ατελειών στρώσεων είναι υψηλοί: η αφαιρετική τεχνολογία παραγωγής έχει βιώσει δεκαετίες επανάληψης και έχει αναπτυχθεί σε βιομηχανικό επίπεδο όσον αφορά τη σταθερότητα και την ακρίβεια του εξοπλισμού.
Synergy Infusion: Ο συνδυασμός της παραγωγής προσθέτων και της αφαιρετικής κατασκευής μεταβάλλει τα μαθηματικά. Για παράδειγμα, το "πρόσθετο αφαιρετικό" υβριδικό μηχάνημα που αναπτύχθηκε από την τεχνολογία Platinum κατασκευάζει το σώμα εν μέρει με 3D εκτύπωση και στη συνέχεια την βελτιώνει με το CNC, το οποίο μειώνει το κόστος κατασκευής των λεπίδων αεροεγκαταστάσεις σε ένα - γύρω.
Η προσαρμοστικότητα του υλικού: Από ένα μέταλλο σε σύνθετο υλικό σπάει.
Υλική καινοτομία στην κατασκευή προσθέτων:
Multi - εκτύπωση υλικού: Το μεταλλικό κεραμικό και το μεταλλικό polyread μπορούν να εκτυπωθούν χρησιμοποιώντας διάφορους αριθμούς ακροφυσίου ή μικτή τεχνολογία σκόνης. Για παράδειγμα, μια εταιρεία έχει αναπτύξει ένα 3D - τυπωμένο ορθοπεδικό εμφύτευμα που χρησιμοποιεί ένα σύνθετο τιτάνιο - allay και υδροξυαπατίτη για καλύτερη απόδοση της σύνδεσης των οστών.
Σχεδιασμός υλικού κλίσης: Με τον έλεγχο της κατανομής των εξαρτημάτων σκόνης, θα μπορούσε να επιτευχθεί ομοαξονική μεταβολή στις ιδιότητες του υλικού. Για παράδειγμα, ένα ακροφύσιο πυραύλου κινητήρα που δημιουργείται από μία εταιρεία είναι κατασκευασμένο από ειδικό κράμα με βάση το νικέλιο που μπορεί να αντέξει την υψηλή θερμοκρασία στο εσωτερικό στρώμα και το ελαφρύ υλικό κράματος αλουμινίου στο εξωτερικό στρώμα, τα οποία επομένως συνδέονται απρόσκοπτα εφαρμόζοντας 3D εκτύπωση.
Περιορισμοί υλικού της αφαιρετικής κατασκευής:
Βαθμός ταξινόμησης δυσκολίας επεξεργασίας: αφαιρετική κατασκευή στενών απαιτήσεων σκληρότητας υλικού και πλαστικότητας. Π.χ. νέα υλικά όπως κράματα υψηλής εντροπίας ή διαμεταλλικές ενώσεις αλουμινίου τιτανίου δεν μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία σε συμβατικές τεχνικές επεξεργασίας λόγω της χαμηλής απόδοσης κοπής τους.
Οι δυσκολίες στην επεξεργασία σύνθετων υλικών: τα ενισχυμένα με ίνες άνθρακα (CFRP) τείνουν να αποελκινούν, να σχηματίζουν burrs και να παράγουν άλλα προβλήματα στην αφαιρετική επεξεργασία και χρειάζονται συγκεκριμένες συνθήκες κοπής.