จำเป็นต้องดำเนินการเครื่องจักรที่มีความแม่นยำ CNC หลังจากการพิมพ์โลหะ 3D หรือไม่?

1. แกนหลักของเทคโนโลยี: ความสามารถของวัสดุบวกและลบในการทำงานร่วมกัน
ความแตกต่างหลักระหว่างเครื่องจักรที่มีความแม่นยำ CNC และการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะคือสิ่งที่ทำให้พวกเขาทำงานร่วมกันในกระบวนการผลิต:
วิธีต่างๆ ในการสร้าง
การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะสร้างสิ่งต่างๆ โดยการหลอมผงโลหะทีละชั้น พื้นผิวแสดงรูปแบบของชั้นทั่วไปและรอยละลายของสระ อาจเกิดปัญหากับโครงสร้างจุลภาค เช่น แป้งไม่หลอมรวม และรูขุมขนเล็ก การตัดเฉือน CNC ที่แม่นยำใช้การตัดด้วยเครื่องมือเพื่อเอาวัสดุออก ทำให้เกิดเอฟเฟกต์กระจกที่ Ra0.8 μm หรือต่ำกว่า และสามารถจัดการความคลาดเคลื่อนของมิติได้ภายใน ± 0.01 มม.
ขีดจำกัดความสามารถของกระบวนการ
การพิมพ์ 3 มิติมีประโยชน์บางประการ ตัวอย่างเช่น สามารถสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งทำได้ยากโดยใช้วิธีการแบบเก่า เช่น ช่องระบายความร้อนที่เป็นไปตามโครงสร้าง โครงสร้างลดน้ำหนักแบบตาข่าย และโพรงที่มีหลายมุม ตัวอย่างเช่น ใบพัดของเครื่องยนต์การบินบางชนิดใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อทำให้ด้านในกลวง ซึ่งช่วยลดน้ำหนักลงได้ 40% ในขณะที่ยังคงความแข็งแกร่งของโครงสร้างไว้
ประโยชน์ของการตัดเฉือน CNC: การตัดเฉือนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับรูปแบบทั่วไป เช่น ระนาบและกระบอกสูบ และไม่จำเป็นต้องจัดการกับโครงสร้างรองรับที่เหลือ ตัวอย่างเช่น การกัด CNC สร้างความหยาบผิวของเพลาส่งกำลังของรถยนต์บางรุ่น Ra0.4 μm ซึ่งตอบสนองความต้องการด้านความต้านทานการสึกหรอสำหรับการหมุนด้วยความเร็วสูง-
แนวโน้มการผลิตแบบผสมผสาน
วิธีการแบบไฮบริดของ "การพิมพ์ 3 มิติ + การตัดเฉือน CNC ที่มีความแม่นยำ" กำลังกลายเป็นมาตรฐานในอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น บริษัทที่ผลิตแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างแกนแม่พิมพ์ที่มีช่องระบายความร้อนภายในสามชั้น จากนั้นพวกเขาใช้เครื่องจักร CNC เพื่อทำให้กระบวนการทำความเย็นมีประสิทธิภาพมากขึ้น 30% และลดเวลาในการจัดส่งจาก 14 วันเหลือ 5 วัน
2. ความต้องการของอุตสาหกรรม: เกณฑ์ต่างๆ สำหรับความหยาบของพื้นผิว
อุตสาหกรรมที่แตกต่างกันมีความต้องการคุณภาพพื้นผิวที่แตกต่างกัน ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความต้องการการตัดเฉือน CNC ที่มีความแม่นยำ:
สาขาการบินและอวกาศ
ชิ้นส่วนต้องสามารถรับมือกับสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยได้ (อุณหภูมิสูง แรงดันสูง และความเค้นสูง) และข้อบกพร่องที่พื้นผิวอาจทำให้เกิดรอยแตกเมื่อล้าได้
ตัวอย่างทั่วไปคือการกลึง CNC ช่วยลดความหยาบของพื้นผิวซีลจาก Ra12 μm เป็น Ra0.8 μm เมื่อพิมพ์ 3D หัวฉีดเครื่องยนต์จรวดบางประเภท ซึ่งช่วยยืดอายุการซีลที่อุณหภูมิสูงจาก 50 เท่าเป็น 200 เท่า
การเลือกกระบวนการ: ชิ้นส่วนสำคัญ เช่น พื้นผิวการซีลและพื้นผิวการจับคู่ จะต้องผ่านเครื่องจักร CNC อย่างแม่นยำ พื้นผิวที่ไม่มีแบริ่ง-สามารถเก็บพื้นผิวที่พิมพ์ไว้เพื่อลดน้ำหนักได้
สาขาการปลูกถ่ายทางการแพทย์
ข้อกำหนดที่สำคัญ: ความหยาบของพื้นผิวมีอิทธิพลต่อความน่าจะเป็นของการเกาะติดของเซลล์กระดูกและการแพร่กระจายของแบคทีเรีย
ข้อสะโพกเทียมโลหะผสมไทเทเนียมต้องมีคุณภาพพื้นผิว Ra1.5–2.5 μm เพื่อให้กระดูกงอกเข้าไปได้ บริษัทแห่งหนึ่งสร้างร่างกายเทียมโดยใช้การพิมพ์ 3 มิติ จากนั้น เพื่อให้พื้นผิวเรียบขึ้นถึง Ra0.8 μm พวกเขาใช้การผสมผสานระหว่างการขัดทางเคมีและการขัด CNC สิ่งนี้จะรักษาโครงสร้างพรุนที่เกิดจากการพิมพ์ ซึ่งทำให้ร่างกายเข้ากันได้กับสิ่งมีชีวิตมากขึ้น
การเลือกกระบวนการที่เหมาะสม: พื้นผิวการใช้งานจำเป็นต้องมีการตัดที่แม่นยำด้วย CNC ในขณะที่พื้นผิวโครงสร้างสามารถคงพื้นผิวที่พิมพ์ไว้ได้
ในโลกของเครื่องใช้ไฟฟ้า
ความเรียบของพื้นผิวเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพการทำงานของเลนส์
ในสถานการณ์ทั่วไป การตัดเฉือน CNC จะลดความหยาบพื้นผิวของเมาท์กล้องโทรศัพท์มือถือที่พิมพ์แบบ 3D- จาก Ra3.2 μm เป็น Ra0.05 μm ทำให้เมาท์สะท้อนแสงที่มองเห็นได้มากขึ้น จาก 85% เป็น 92% ซึ่งเป็นสิ่งที่ระบบสื่อสารด้วยเลเซอร์ต้องการ
การเลือกกระบวนการ: พื้นผิวฉายแสงจะต้องได้รับการประมวลผลด้วยความแม่นยำ CNC ในขณะที่พื้นผิวโครงสร้างสามารถเก็บพื้นผิวที่พิมพ์ไว้ได้
อุตสาหกรรมพลังงานและแม่พิมพ์: คุณภาพพื้นผิวต้องมีความสมดุลระหว่างความทนทานต่อการกัดกร่อนและง่ายต่อการใช้งาน
แกนแม่พิมพ์ฉีดที่พิมพ์แบบ 3 มิติ-สำหรับรถยนต์ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างช่องระบายความร้อนที่เป็นไปตามข้อกำหนด จากนั้นจึงพ่นทรายเพื่อทำให้พื้นผิวมีความหยาบน้อยลง ตั้งแต่ Ra15 μm ถึง Ra6.3 μm สิ่งนี้ทำให้อายุการใช้งานของแม่พิมพ์เพิ่มขึ้นจาก 100,000 ครั้งเป็น 500,000 ครั้ง
การเลือกกระบวนการ: สำหรับพื้นผิวที่ไม่ได้สัมผัส คุณสามารถใช้วิธีการที่มีต้นทุนต่ำ- เช่น การพ่นทราย สำหรับพื้นผิวที่สัมผัสได้ คุณต้องใช้เครื่องจักร CNC ที่มีความแม่นยำ
3. ความคุ้มค่า-ประสิทธิผล: ตรรกะทางเศรษฐกิจในการเลือกกระบวนการ
ในการตัดสินใจว่าจะใช้เครื่องจักรที่มีความแม่นยำ CNC หรือไม่ คุณต้องพิจารณาความเป็นไปได้ทางเทคนิค วงจรการส่งมอบ และต้นทุนการผลิตอย่างรอบคอบ
การประเมินความเป็นไปได้ทางเทคนิค
ความซับซ้อนของโครงสร้าง: หากผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติที่ยากต่อการผลิตด้วย CNC (เช่น รูขวางที่ด้านในหรือโครงสร้างผนังบาง-) การพิมพ์ 3 มิติอาจเป็นทางเลือกเดียว ตัวอย่างเช่น การพิมพ์ 3 มิติจะทำให้ห้องเผาไหม้เต็มรูปแบบของเครื่องยนต์เครื่องบิน ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาความเข้มข้นของความเครียดที่อาจเกิดขึ้นด้วยวิธีการเชื่อมแบบดั้งเดิม
ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ: จำเป็นต้องใช้เครื่องจักร CNC ที่มีความแม่นยำ หากข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้สูงกว่าการพิมพ์ 3 มิติสามารถทำได้ (เช่น ± 0.01 มม.) ตัวอย่างเช่น การเว้นว่างสำหรับเกียร์ที่มีความแม่นยำสูง-จะทำผ่านการพิมพ์ 3 มิติ และการเจียรด้วย CNC จะเพิ่มความแม่นยำของโปรไฟล์ฟันจากระดับ IT8 เป็นระดับ IT5
การเพิ่มประสิทธิภาพวงจรการจัดส่ง
สำหรับการสั่งซื้อเร่งด่วน การพิมพ์ 3 มิติสามารถข้ามขั้นตอนการพัฒนาแม่พิมพ์และตอบสนองต่อ "การจัดส่งการออกแบบการพิมพ์" ได้อย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น บริษัทรถยนต์พลังงานแห่งใหม่ใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างโครงยึดชุดแบตเตอรี่ต้นแบบ ขั้นตอนทั้งหมดตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการประกอบใช้เวลาเพียง 48 ชั่วโมงเท่านั้น
หากขนาดแบทช์ใหญ่ (มากกว่า 1,000 ชิ้น) การตัดเฉือน CNC อาจมีราคาถูกกว่าสำหรับการผลิตเป็นแบทช์ บริษัทผู้ผลิตชิ้นส่วนมาตรฐานสามารถใช้การประมวลผลชุด CNC ของการเชื่อมต่อโลหะผสมอลูมิเนียม เพื่อทำให้สินค้าชิ้นเดียวมีราคาถูกกว่าการพิมพ์ 3 มิติถึง 60%
ควบคุมต้นทุนรวมในการจัดส่ง
เมื่อใช้เครื่องจักร CNC คุณต้องคำนึงถึงค่าใช้จ่ายโดยนัย เช่น การตั้งโปรแกรม การหนีบ และการทดสอบแม่พิมพ์ ในทางกลับกัน การพิมพ์ 3 มิติสามารถลดต้นทุนของเครื่องมือและความเสี่ยงในการออกแบบซ้ำได้ ตัวอย่างเช่น การพิมพ์ 3 มิติสามารถสร้างชิ้นส่วนโครงสร้างที่ซับซ้อนได้ในคราวเดียว ซึ่งช่วยลดเวลาที่ต้องใช้ในการเปลี่ยนเครื่องมือและเส้นทางกระบวนการลงถึง 70%
อัตราการใช้วัสดุ: ปกติแล้วเครื่องจักร CNC จะใช้วัสดุ 50% ถึง 70% ในขณะที่การพิมพ์ 3D สามารถใช้มากกว่า 90% ตัวอย่างเช่น การพิมพ์ 3 มิติสร้างชิ้นงานโลหะผสมไททาเนียมซึ่งมีราคาถูกกว่างานกัด CNC ถึง 40%