1, "kriimustustest" tõstmise tehnilise põhimõtte korral on erinevus aditiivse tootmise ja subtraktiivse tootmise vahel "kriimustustest kuni lõpposani".
Metalli lisaainete tootmistehnoloogia keskmes on "kiht kihiline akumuleerumine", milles metallipulbrid või juhtmed sulavad ja ladestatakse kihiga kihina energiaallikate, näiteks laserite või elektronitalade kaudu, mille tulemuseks on tahkete komponentide otsene tootmine digitaalmudelitest. Selle tüüpiline protsess hõlmab järgmist:
Valikulise laseri sulamine (SLM): aditiivne tootmisprotsess, mis kasutab metallipulbri kihi valikuliseks sulatamiseks suure energiatarbega laserit, mida sageli kasutatakse keerukate konstruktsioonikomponentide, näiteks lennukimootori põlemiskambrite, või tuumareaktori rõhu veresoonide ja soojusvahetite tootmiseks.
Elektronkiire sulamine (EBM) Vaakum sulatatud protsess, kasutades elektronkiire, kõrge sadestumise kiirus ja madalad jääkpingeomadused titaansulami lennundusosade tootmisel.
Kaare lisaainete tootmine (WAAM): metalli kogunemine metallijuhtmete sulatamise ja kihi lisamisega robotvarrega elektrilise kaare abil soojusallikana. See sobib suurepäraselt suurte struktuuriobjektide kiireks loomiseks, näiteks laevade propellerid ja tuuleturbiini tornid.
Sulatu tootmiskeskkonnas viiakse läbi kiht kihtide eemaldamise korral, kus tavaliselt kasutatakse allikast (varudest) materjali eemaldamiseks ja seega lõpliku geomeetria saamiseks materjalide eemaldamiseks. Selle tehnilised harud hõlmavad:
Work_healthcnc töötlemine: arvuti juhitav tööriistatee võib realiseerida suure täpsusega keeruka tasapinna töötlemist ning seda kasutatakse laialdaselt automootori silindri plokis ja lennukite konstruktsiooniosades.
Elektrilahenduse töötlemine (EDM): kasutades elektrilist tühjenemist söövitusmetallmaterjalidele, rakendage keeruliste töötlemismaterjalide, sealhulgas kõva sulami, hallitusrase täpsuse töötlemiseks.
Laserlõikamise / veejoone lõik: see tehnika lõikab kõrge energiatarbega talasid või materjalide kõrgsurveveevoolu 2D tasapinnaliste osade kiireks tootmiseks.
Oluline erinevus: aditiivne tootmine vabaneb traditsioonilise tootmise hallituse ja seadme sõltuvuse kombinatsioonist, mis mahutab "tasuta disaini"; Kuigi subtraktiivne tootmine on täpsusega parem, pinnakvaliteet ja eriti sobiv partiid-normatiivseks tootmiseks.
2, rakenduse stsenaariumid: erinevus kohandamise ja mastaapsuse vahel
Metalli lisandi tootmise eelised:
Väikeste partiidega eritellimusel tootmine: lisand võib kiiresti rahuldada isikupärastatud nõudeid-mis on rakendused sellistes sektorites nagu lennundus- ja meditsiinilised implantaadid. Näiteks on kodumaistel suurtel lennukite titaansulamist konstruktsioonikomponentidel, mille on välja töötatud boliidiga, 3D traditsioonilise tehnoloogia asemel trükitud, et vähendada tarnetsüklit ja kulusid, ning need on kasulikud ka kergetele ja kütusekuludele.
Komplekssete konstruktsiooniosade valmistamine: AM võib toota geomeetriat topoloogia optimeeritud struktuuridest, mis on traditsioonilise tootmisega täidetud. Näiteks võib EBM -tehnoloogia abil GE Aviation kujundada ja toota tiaalterasid, mis kaaluvad ainult poole tüüpilisest niklisulamist, mille tulemuseks on mootori kütusekulu säästmine.
Kerge ja kõrge integreerimine: integreeritud disain vähendab osade kogust ja osa usaldusväärsust suurendatakse lisaainete tootmise (AM) tehnoloogia tingimustes. Näiteks on olemas ettevõte, mis arendab 3D-trükitud puusaliigese implantaati, mis põhineb gradiendi materjali kujundamisel, võimaldab sellel kehas järk-järgult imenduda ilma sekundaarse tööta.
Kohaldatavad stsenaariumid subtraktiivse tootmise jaoks:
Massistandard: mõnes valdkonnas, näiteks auto- ja koduseadmetes, võib subtraktiivne tootmine saavutada hallituse ja automaatse joone abil suure kvantiteedi tootmise. Näiteks Tesla mudeli motoorne korpus on CNC töödeldud, üheosalise kuluga suhteliselt madal ja pinnakaredus suhteliselt madal.
KIRJUTAMISE TÖÖTAMISVAAJAL: On väljale, mida ei saa eemaldamise efektiivsusega asendada, näiteks optiliste seadmete ja pooljuhtide komponentide väljal. Näiteks annavad Zeiss optilised läätsed nanomeetri vahemikus pinna täpsuse, kasutades ultra täpsust jahvatustehnoloogiat.
Suur konstruktsioonikomplekt: komponentide jaoks, mis on pikemad kui mõni meeter, on subtraktiivne tootmine kulud ja tõhusus soodsam. Näiteks võivad sellised laevaprojekteerija terad vastata CNC jahvatamise töötlemise kaudu ookeanitehnoloogiale.
3, kulutõhusus: lahing lühiajalise investeeringu ja pikaajalise väärtuse vahel
Lisandite tootmise kulud:
Hind: tööstuslikud metalli 3D-printerid on kulukad ja neid tuleb käitada koos töötlemise järeltöötlusega, näiteks kuumade isostaatiliste pressimisahjude ja CNC tööpinkide kõrval.
Materjalide kõrge hind: metallipulbri hind (näiteks titaansulam, niklipõhine sulam) on mitu korda suurem kui tavalisel varda omal ja seda piirab kasutamise tehnoloogia.
Skaala kitsaskoht: ühe tooriku tootmisaeg on eksponentsiaalselt seotud tooriku keerukusega ja skaala tootmise efektiivsus on suurem kui subtraktiivsel tootmisel.
Subtraktiivse tootmise kulueelised:
Madal ühiku hind: pärast hallituse valmistamist on tüki hind palju madalam, kui kogus on suurem; See sobib aastase väljundkoguse jaoks üle tuhande.
Kõrge materjali kasutamine: CNC -töötlemise materiaalne kasutamine on üle 90%ning jääki saab ringlusse võtta ja uuesti kasutada.
Kihi puuduste moodustumist mõjutavad tegurid on suured: subtraktiivse tootmistehnoloogia on kogenud aastakümneid kestnud iteratsiooni ja see on seadmete stabiilsuse ja täpsuse osas arenenud tööstuslikule tasemele.
Sünergia infusioon: lisandite tootmise ja subtraktiivse tootmise kombinatsioon muudab matemaatikat. Näiteks toodab Platinum Technology välja töötatud hübriidmasin "aditiivse subtraktiivse" hübriidmasina osaliselt 3D-printimise abil ja täpsustab seda siis CNC abil, mis vähendab aerogengine labade tootmiskulusid kõikvõimalikul viisil.
Materjali kohanemisvõime: ühest metallist komposiitmaterjalini on läbi murtud.
Materiaalne uuendus lisaainete tootmises:
Mitmemateriaalne printimine: metallkeraamika ja metallpolüread saab printida mitmesuguste düüsi numbri või segapulbri tehnoloogia abil. Näiteks on üks ettevõte välja töötanud 3D-trükitud ortopeedilise implantaadi, kasutades luude ühendamise paremaks efektiivsuseks titaani ja hüdroksüapatiidi komposiit.
Gradient Material Design: Pulbri komponentide jaotuse juhtimisel võiks saavutada materjaliomaduste varieerumise koaksiaalsed. Näiteks on ühe ettevõtte loodud raketimootori otsik valmistatud spetsiaalsest niklipõhisest sulamist, mis talub sisekihis kõrge temperatuuri ja väliskihis kerge alumiiniumisulami materjali, mis kõik on seetõttu ühendatud sujuvalt 3D -printimist.
Subtraktiivse tootmise materiaalsed piirangud:
Töötlemisraskuste klassifikatsiooni aste: lähedaste materjalide kareduse ja plastilisuse nõuete subtraktiivne tootmine. Nt uusi materjale nagu kõrge entroopiasulamid või titaani alumiiniumist metallidevahelised ühendid ei tohi tavapärastes töötlemismeetodites töödelda nende madala lõikamise tulemuslikkuse tõttu.
Raskused komposiitide töötlemisel: süsinikkiust tugevdatud komposiidid (CFRP) kipuvad lammutama, tekitama ja tekitavad subtraktiivsel töötlemisel muid probleeme ning vajavad konkreetseid lõiketingimusi.