Обработка с ЧПУ против 3D-печати

Джек Ли Специалист по механической обработке с ЧПУ

Специализируюсь на Фрезерование с ЧПУ, Токарная обработка с ЧПУ, 3D-печать, Уретановое литье, и Изготовление листового металла Услуги.


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:

  1. Традиционные методы не могут обеспечить результат, особенно при работе с высокой сложной геометрией.
  2. Быстрое время обработки имеет решающее значение.
  3. Низкая стоимость имеет важное значение, особенно для небольших объемов менее 10.
  4. 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.

ТолерантностьМинимальная толщина стенкиМаксимальный размер детали
ЧПУ± 0,025-0,125 мм0,75 ммФрезерование: 2000×800×1000мм
Токарная обработка: диаметр 500 мм
СЛС± 0,300 мм0,7-1,0 мм300×300×300 мм
ФДМ± 0,200 мм0,8-1,0 мм900×600×900 мм
УУЗР±0,100 мм0,40 мм230×150×150 мм
ДМЛС±0,100 мм0,40 мм230×150×150 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:

  1. Обработка с ЧПУ наиболее подходит для производства средних и больших объемов (1-500) с простой геометрией.
  2. 3D-печать лучше всего подходит для небольших тиражей и сложной геометрии.
  3. Для металлических деталей обработка с ЧПУ более конкурентоспособна при ограничении геометрии.
  4. Если количество превышает 500 деталей, более подходящими являются другие технологии формования.