обработка с ЧПУ Это наиболее распространенная субтрактивная технология производства. Она начинается с твердого блока сырья и использует различные острые вращающиеся и режущие инструменты для удаления материала, чтобы достичь требуемой конечной формы с высоким допуском. Механическая обработка с ЧПУ широко применяется для производства мелкосерийной, средней и крупносерийной продукции. Он обеспечивает превосходную повторяемость, высокую точность и различную обработку поверхности при обработке широкого спектра металлов и пластмасс.
3D-печать или аддитивное производство производит детали путем добавления нескольких слоев материала. Для этого не нужны какие-либо специальные инструменты или приспособления. Его процесс можно разделить на СЛС или ФДМ для пластмасс и ДМЛС для металлов.
Идеальный выбор технологий
Существует несколько простых рекомендаций по выбору производственного процесса между обработкой на станке с ЧПУ и 3D-печатью. Как мы знаем, любые детали могут быть изготовлены с ограниченными усилиями субтративным способом, если следует выбрать обработку на станке с ЧПУ. В противном случае 3D-печать может иметь смысл в следующем случае:
- Традиционные методы не могут обеспечить результат, особенно при работе с высокой сложной геометрией.
- Быстрое время обработки имеет решающее значение.
- Низкая стоимость имеет важное значение, особенно для небольших объемов менее 10.
- Материалы, такие как суперсплавы или гибкий ТПУ, нелегко обрабатывать.
Обработка с ЧПУ способна обеспечить более высокую размерную точность и лучшие механические свойства в каждом измерении, тогда как при мелкосерийном производстве ее стоимость будет выше. В производстве высококачественных изделий ни обработка на станке с ЧПУ, ни 3D-печать не могут быть конкурентоспособными по стоимости вариантами. Традиционные технологии формования, такие как литье по выплавляемым моделям, литье под давлением, более экономичны.
Характеристика процесса
Точность размеров
Обработка на станке с ЧПУ обеспечивает более высокую точность и превосходную повторяемость для деталей разных размеров. Из-за формы режущего инструмента внутренние углы имеют радиус, а внешняя поверхность может быть обработана как с острыми кромками, так и с тонкой.
Различные системы 3D-печати имеют различная точность размеров, все 3D-принтеры могут производить детали с хорошими допусками. Если вам понадобится более узкий зазор, мы можем напечатать размер большего размера, а затем обработать его в процессе постобработки. Минимальная толщина стенки при 3D-печати ограничена размером концевого эффектора, например диаметром сопла в FDM или размером лазерного пятна в SLS. Поскольку 3D-печатные детали создаются слой за слоем, на деталях видны линии слоев, особенно на изогнутой поверхности.
| Толерантность | Минимальная толщина стенки | Максимальный размер детали | |
| ЧПУ | ± 0,025-0,125 мм | 0,75 мм | Фрезерование: 2000×800×1000мм Токарная обработка: диаметр 500 мм |
| СЛС | ± 0,300 мм | 0,7-1,0 мм | 300×300×300 мм |
| ФДМ | ± 0,200 мм | 0,8-1,0 мм | 900×600×900 мм |
| УУЗР | ±0,100 мм | 0,40 мм | 230×150×150 мм |
| ДМЛС | ±0,100 мм | 0,40 мм | 230×150×150 мм |
Материалы
ЧПУ широко применяется для обработки металлов, а также для обработки термопластов, акрила, хвойной древесины и обработки воска. Детали, обрабатываемые на станках с ЧПУ, обладают отличными механическими и термическими свойствами и полностью изотропны. Общие материалы с ЧПУ:
Пластик: АБС, нейлон, PEEK.
Металл: Алюминий, Нержавеющая сталь, Титан, Латунь.
3D-печать в основном применяется для пластика, в меньшей степени для металла. Материалы для 3D-печати разнообразны и имеют разные физические свойства. ТПУ и суперсплавы всегда производятся с использованием технологии 3D-печати. Распространенные материалы для 3D-печати:
Пластик: нейлон, PLA, ABS, ASA, ТПУ.
Металл: Алюминий, Нержавеющая сталь, Титан.
Сложность деталей
При проектировании обработки на станках с ЧПУ мы должны учитывать некоторые конструктивные ограничения, такие как доступ к инструменту и зазор, точки крепления и крепления, а также невозможность изготовления квадратных углов. В этой ситуации некоторые геометрии невозможно изготовить на станках с ЧПУ, даже на 5-осевых станках с ЧПУ. Для боковых элементов нам необходимо повернуть направление деталей, это добавит время позиционирования и трудозатраты в процессе, в некоторых случаях потребуются специальные приспособления и приспособления. Все эти пункты увеличат конечную стоимость.
3D-печать, по сравнению с обработкой на станке с ЧПУ, имеет мало ограничений по геометрии. В большинстве технологий требуются опорные конструкции, которые будут удалены при постобработке. Возможность изготовления изделий сложной геометрии является ключевым преимуществом 3D-печати.
Производственный процесс
При обработке на станках с ЧПУ операторы или инженеры сначала учитывают выбор инструмента, скорость шпинделя, траекторию резания и расположение деталей. Все эти факторы сильно влияют на качество конечных деталей и время обработки. Этот производственный процесс трудоемкий, поскольку все настройки выполняются вручную. После процесса обработки эти компоненты готовы к последующим операциям.
При 3D-печати операторам нужно только подготовить цифровой файл с ориентацией и дополнительной поддержкой, а затем отправить его на печатные машины. Что требовало минимального вмешательства человека. После завершения печати нам потребуется ручная очистка и постобработка.
Постобработка
Существуют различные методы постобработки для обработки деталей с ЧПУ и 3D-печати, чтобы улучшить функциональность и эстетику деталей. Наиболее распространенная технология постобработки, включая:
Обработка на станке с ЧПУ: дробеструйная обработка, анодирование, порошковая покраска.
3D-печать: пескоструйная обработка, шлифовка, полировка, микрополировка, металлизация.
Опыт выбора технологий
Чтобы выбрать правильную технологию для производства ваших деталей, необходимо соблюдать следующие правила:
- Обработка с ЧПУ наиболее подходит для производства средних и больших объемов (1-500) с простой геометрией.
- 3D-печать лучше всего подходит для небольших тиражей и сложной геометрии.
- Для металлических деталей обработка с ЧПУ более конкурентоспособна при ограничении геометрии.
- Если количество превышает 500 деталей, более подходящими являются другие технологии формования.