Kas teha ainult 20 metallosa? Kuidas teha kindlaks, kas 3D-printimine ületab CNC-d

Teil on vaja ainult 20 metallosa. CNC hinnapakkumine on oodatust suurem, sest programmeerimise, seadmete ja esimese-artikli aja eest tuleb siiski täies mahus tasuda. Ka tarneaeg venib. Selle mahu juures hakkavad paljud ostjad küsima, kas metallist 3D-prinditud komponendid maksavad tegelikult vähem ja jõuavad varem kohale.

Vastus ei ole automaatne. Käputäis praktilisi küsimusi geomeetria, ajastuse, disaini stabiilsuse, tolerantsi ja materjali kohta otsustavad tavaliselt, milline protsess võidab. Siin on, kuidas neid läbi töötada.

Miks 20 osa on "keeruline" kogus?

Kakskümmend tükki istub ebamugavas keskmises tsoonis. See on CNC jaoks liiga väike, et seadistuskulusid mugavalt hajutada, kuid samas piisavalt suur, et inimesed kõhklevad protsesside muutmisel.

CNC-töö puhul domineerivad hinnas sageli programmeerimine, kinnitusdetailide disain ja silumine. Kui need püsikulud on kaetud, muutub iga lisaosa suhteliselt odavaks. Vaid 20 tükki tabasid need püsikulud kõvasti. Metallist 3D-printimine töötab vastupidiselt: peaaegu puuduvad tööriistad, kuid suurem kulu osa kohta, mis tuleneb masinaajast, pulbrist ja{5}}järeltöötlusest.

Praktikas jääb kahe marsruudi vaheline{0}}tasakaal sageli 10–50 osa vahele. Keerukus liigutab seda numbrit. Kui detailil on sisekanalid, võred või orgaanilised kujundid, mis sunnivad CNC-l töötama mitme-teljega või poolitama-ja-keevitusoperatsioone, võib ristmik langeda noortele. Lihtsad prismaatilised osad, mida on lihtne vardast töödelda, võivad CNC-d eelistada isegi pärast 30–40 tükki.

Seadistuskulu vs. -osa maksumus

CNC-l on kõrge seadistus ja madalad piirkulud

Metallist 3D-printimisel (SLM) on madal seadistus ja kõrgem piirkulu

20 tüki puhul on CNC seadistamise trahv endiselt märkimisväärne, mistõttu tasub väikeste partiitellimuste puhul metallist 3D-printimist keerukate tööde puhul kontrollida.

Kuidas metallist 3D-printimine (SLM) töötab, lihtsas inglise keeles

Selective Laser Melting ehitab detaili, laotades laiali õhukese metallipulbri kihi ja sulatades vajalikud alad laseriga. Tsüklit korratakse, kuni osa on kindel. See on sisuliselt terve eseme keevitamine pulbrist, üks õhuke viil korraga.

Kolm asja on ostjatele kõige olulisemad:

Kinnitusi ega pehmeid lõugasid pole vaja.

Keerukus, nagu sisekanalid või võred, ei tõsta hinda nii, nagu see toimub töötlemisel.

Kasutamata pulbrit saab sõeluda ja uuesti kasutada kontrollitud tingimustes, hoides materjalijäätmed madalal.

See kombinatsioon on põhjusSLM 3D-printimise prototüüpimineon sageli kiireim viis keeruka disaini testimiseks enne mis tahes tööriistade kasutamist.

Milliseid materjale saab printida?

Tööstussüsteemides on levinud 316L ja 17-4PH roostevaba teras, AlSi10Mg alumiinium, Ti6Al4V titaan ja mitmed Inconeli klassid. Professionaalsed tarnijad pakuvad regulaarselt materjalisertifikaate ja pulbripartiide jälgitavust.

5 küsimust, mille abil otsustada 3D-printimise ja CNC vahel

Töötage need viis punkti läbi. Vastused viitavad tavaliselt selgelt ühele või teisele poole 20-osalise tellimuse puhul.

Kas kuju on keeruline?
Sisemised jahutuskanalid, võrestruktuurid või tõsine kaalulangus muudavad 3D-printimise tavaliselt odavamaks{1}}teeks. Lihtsad plokid või osad, mida saab lõigata standardvarrastest, jäävad CNC-l peaaegu alati odavamaks.
Kui geomeetria sunnib mitme-teljega töötlemist või poolitamise-ja-keevitamise etappe, kipub lisand võitma isegi väikese helitugevuse korral.

Kui kiiresti vajate osi?
Võimekas SLM-töökoda suudab sageli 20 detaili ümber teha 7–14 päevaga, sealhulgas kuumtöötlus ja põhiviimistlus. CNC võib siiski vajada kinnitusde kujundamist ja masina ajakava koostamist, mis lükkavad sama töö kauem edasi.
Kui kalender on kitsas ja kuju pole lihtne, jõuab trükkimine sageli esimesena kohale.

Kas disain muutub pärast esimest partii?
Kui muudatused on tõenäolised, hoiab lisand ukse lahti. Ei ole vaja lammutatavat kinnitust ega pikka CNC-programmi, mida ümber kirjutada. CNC lukustab praeguse disaini kindlamalt.
Arenevad kujundused eelistavad peaaegu alati sellise koguse trükkimist.

Millist tolerantsi ja pinnaviimistlust vajate?
Ehitatud-SLM-pinnad on tavaliselt vahemikus Ra 10–25 µm ja vajavad sageli kriitiliste pindade teistkordset töötlemist või poleerimist. CNC suudab hoida väiksemaid tolerantse ja paremini viimistleda otse masinast.
Kui paljud funktsioonid vajavad ±0,05 mm või paremat või peent pinda ilma lisatööta, on CNC (või hübriidtrükk-pluss{2}}masin) tavaliselt ohutum. Funktsionaalsed tolerantsid, mis taluvad teatud järeltöötlust, muudavad puhta lisaaine elujõuliseks.

Millist materjali sa kasutad?
Mõlemas protsessis on saadaval enamik levinumaid insenerisulameid. Raskesti-töötletavad-või kallid sulamid eelistavad mõnikord lisandit, kuna puudub lõikeriista-kulumine. Lihtsasti-töötletav-alumiinium või tasuta{7}}lõigatav teras jääb CNC-l sageli odavamaks isegi 20 tükki.

Kiire võrdlus väikese{0}}mahuga töö jaoks

See külg{0}}külg-vaade kajastab praktilisi erinevusi 3D-printimise ja CNC vahel väikesemahulise tootmise jaoks.

Tõeline juhtum: mida me õppisime 20-osalisest roostevabast materjalist projektist

Euroopa seadmetootja vajas 20 roostevabast{1}}terast kronsteini, mis sisaldasid sisemisi vedelikukanaleid. Algne CNC pakkumine oli kõrge. Nende kanalite loomine oleks nõudnud kas mitme -teljega töötlemist tahkest või detaili poolitamist, kanalite töötlemist, seejärel kokku keevitamist või kõvajoodisjootmist-nii kallist kui{6}}aeganõudvat. Tarneajaks märgiti ligi neli nädalat.

Nad saatsid samad failid aMetallist 3D-prinditud komponendidarvustus. Geomeetria sobis SLM-ile hästi: kanalid sai puhtaks ehitada ja vaid üksikud tihenduspinnad vajasid pärast kerget töötlemist. Osadele trükiti 316 liitrit, pinge-vabastati ja tihenduspinnad viimistleti. Kokku kestis 11 päeva. Ühiku maksumus jäi ligikaudu 30% alla CNC numbri. Kriitilised mõõtmed ±0,12 mm piires.

Järgnesid veel kaks väikest partiid, millele järgnesid vaid väikesed disainimuudatused-, mis oleks tähendanud uusi kinnitusi või olulist ümberprogrammeerimist CNC-marsruudil. Sisekanalid olid määravaks teguriks; kui need funktsioonid suurendasid töötlemiskulusid ja keerukust, muutus 20-osaline lisandite tellimine nii kiiremaks kui ka odavamaks.

Kui CNC on endiselt parem valik

3D-printimine ei ole madala helitugevuse korral automaatne võitja.

CNC jääb tugevamaks valikuks, kui:

Osa on prismaatiline või võib olla valmistatud tavalisest latist või plaadist sirgete tööriistateedega.

Paljude funktsioonide puhul on vaja tolerantse, mis on väiksemad kui ±0,05 mm, või peent pinnaviimistlust ilma sekundaarsete toiminguteta.

Disain on täielikult külmunud ja saate sama osa hiljem suuremas koguses uuesti tellida.

Materjali töödeldakse lihtsalt ja odavalt.

Sellistes olukordades on lisandi kõrgemat{0}}osa hinda raske põhjendada isegi 20 tüki puhul. Usaldusväärne tarnija ütleb seda pigem selle asemel, et iga päringu peale trükkida.

Kuidas valida usaldusväärset metallist 3D-printimise tootjat

Kui ülaltoodud küsimused viitavad lisandile, on järgmine filter tarnija ise. Kasulikud kontrollid hõlmavad järgmist:

Kinnitus, et nad omavad pigem tööstuslikke SLM-masinaid (bränd, ehitusmaht, laserite arv), selle asemel, et kõike väljast tellida.

Materjalisertifikaadid ja pulbri{0}}partii jälgitavus.

Selge järel-töötlemisvõimalus-kuumtöötlus, toe eemaldamine, CNC viimistlus ja kontroll.

Mõõtmete aruande näidis võrreldavast tööst.

Vastutulelik, tehniliselt selge suhtlus väikese prooviversiooni ajal.

Need punktid aitavad eraldada tõelise metallist 3D-printimise tootja või SLM-i 3D-printimise tehase kaubandusettevõttest. Ühtsed protsessikirjed ja valmisolek ülevaatusandmeid jagada lisavad kindlustunnet.

KKK

Kas 3D-printimine on 20 osa jaoks odavam kui CNC?
Oleneb geomeetriast. Sisemiste omaduste või keeruka kujuga osad on lisandiga sageli odavamad ja kiiremad. Lihtsad osad, mida on lihtne töödelda, jäävad CNC-s tavaliselt odavamaks.

Kui suur on metallist 3D-prinditud komponentide minimaalne tellimus?
Enamik tööstustarnijaid aktsepteerib üksikuid tükke. Kakskümmend osa on SLM-i jaoks mugav tootmiskogus ja pakitakse sageli masinale tõhusamalt kui üksik prototüüp.

Kui kaua kulub 20 osa valmistamiseks?
Tüüpiline pööreSLM 3D-printimise prototüüpimineja väikeste partiide jaoks on see 7–14 päeva koos kuumtöötluse ja põhiviimistlusega, eeldusel, et maht on saadaval ja kujundus on printimiseks-valmis.

Kas 3D-prinditud metallosad on sama tugevad kui CNC-osad?
Õige sulami, protsessiparameetrite ja kuumtöötluse korral on mehaanilised omadused paljudes rakendustes võrreldavad sepistatud või töödeldud materjaliga. Kriitilised väsimus- või surveosad võivad siiski vajada täiendavat testimist või kuumisostaatilist pressimist.

Kas saate kõigepealt teha prototüübi ja seejärel laiendada?
Jah. Paljud ostjad prindivad ühe või kaks prototüüpi, viimistlevad kujundust ja käivitavad seejärel 20-osalise partii sama protsessiga. See tee on palju paindlikum kui varakult CNC-seadmetele pühendumine.

Kui vaatate 20-osalist metallist tellimust ja geomeetria, ajaskaala või konstruktsiooni stabiilsus muudab valiku ebaselgeks, saatke joonised ja põhinõuded. Kuju, materjali, tolerantsi ja ajakava lühike ülevaade näitab, kas metallist 3D-prinditud komponendid või tavaline CNC on teie konkreetse juhtumi jaoks praktilisem tee.