Kan efter-behandling fuldstændig erstatte traditionel behandling?

一, Teknisk grænse: "øvre grænse for kapacitet" og "applikationsgab" for efter-behandlingsmaskinebehandling
1. Forskelle i, hvor godt materialer kan bruges
"Subtraktiv fremstilling", som er mere fleksibel, når det kommer til materialekvaliteter, er det, der gør traditionel forarbejdning mulig. For at skære legeringer med høj-hårdhed som koboltkrommolybdæn skal du f.eks. bruge PCD-værktøjer eller ultralydsassisteret-bearbejdning. På den anden side, for at fremstille lignende materialer ved hjælp af additiv fremstilling, skal du slippe af med interne poredefekter gennem varm isostatisk presning (HIP) og derefter opfylde kravene til overfladenøjagtighed gennem fem--akset CNC-fræsning. Selvom denne metode kan fremstille højtydende dele, begrænser pulvermetallurgiske egenskaber ved additive fremstillingsprocesser de materialer, der kan bruges. Dette gør det svært direkte at erstatte forarbejdningsevnen af ​​traditionelle smedningsmetoder til store metalemner.
Den "dobbelte udfordring" med at få den rigtige størrelse og overfladekvalitet
Hovedformålet med efter-behandling er at løse problemer, der er indbygget i additiv fremstilling. For eksempel skal vingeprofiltykkelsestolerancen for 3D-printede dele af flymotorturbineskiver fikseres fra ± 0,3 mm til ± 0,05 mm gennem trådskæring og slibning. Overfladeruheden skal også reduceres fra Ra8-15 μm til Ra0,8-1,6 μm. For optiske komponenter, der kræver præcision på mikrometer-niveau, såsom laserreflektorer, er traditionel ultrapræcisionsslibning stadig den bedste mulighed. Dette skyldes, at efterbehandling afhænger af, at flere processer arbejder sammen, hvilket gør det svært at slippe af med alle de fejl, der er opbygget.
3. "Effektivitetsparadokset" ved at behandle komplicerede strukturer
Additiv fremstilling har en "fri fremstillingsfunktion", der gør det nemmere at arbejde med komplicerede strukturer som ujævne overflader og interne strømningskanaler. Efter-behandlingsstadiet kan dog gøre denne effektivitet mindre nyttig. For eksempel er der behov for CNC-fræsning for at fjerne støtterester fra de 3D-printede aluminiumslegeringsdele af en bestemt type satellitbeslag. Dette reducerer vægten med 15 %, men det tager også 30 % længere tid at bearbejde end traditionelle støbe- og bearbejdningsmetoder. Enhedsomkostningerne ved traditionelle stemplings- og varmebehandlingsprocedurer er stadig lavere end for additiv- og efterbehandlingskombinationer for standardiserede dele fremstillet i store mængder, såsom plejlstænger til biler.
2, Omkostningsstruktur: Den "økonomiske tærskel" for behandling med en efterbehandlingsmaskine
1. Omkostninger til køb og opbevaring af udstyr
Prisen på efter-behandlingsudstyr som f.eks. fem-forbindelses-CNC-værktøjsmaskiner og laserpoleringsmaskiner kan være millioner af yuan for én enhed. For at opnå lukket-sløjfekontrol har disse maskiner brug for onlinedetekteringssystemer og smarte netværksteknologier. For eksempel koster det hundredtusindvis af yuan at lave en speciel postprocessor til det tyske Hammer C20U fem-bearbejdningscenter. Programmeringsomkostningerne for almindelige fræsemaskiner er kun 1/10 af det. Også omkostningerne ved additiv fremstilling af pulvermaterialer (sådan titanlegeringspulver, som koster omkring 2000 yuan/kg) er væsentligt større end for traditionelle stangmaterialer. Dette gør de samlede omkostninger ved-efterbehandling endnu højere.
2. Længden af ​​proceskæden og skjulte udgifter
Efterbehandling kræver sammenlægning af mange processer, herunder additiv fremstilling, varmebehandling og overfladebehandling, hvilket fører til en forlænget proceskæde og øgede skjulte omkostninger. For at fremstille en lårbenskondyl af kobolt-chrom-molybdænlegering til et medicinsk implantat, er det nødvendigt med elektrolytisk polering for at slippe af med pulveradhæsion, og derefter er der behov for mikrofræsning for at fiksere gevindroden. Det tager mere end 8 timer at behandle et enkelt stykke, selvom standard smedning og CNC-drejning kun tager 2 timer. Selvom efter-behandling kan gøre tingene mere individualiserede, er det stadig svært at matche "engangsstøbning" fordelen ved traditionelle metoder, når man laver mange ting.
3. Afhængighed af færdigheder og arbejdsomkostninger
Operatører skal være mere dygtige til at udføre efter-behandling. For eksempel skal du vide, hvordan du konverterer mellem emnekoordinatsystemet og maskinens koordinatsystem i fem--akse CNC-programmering. På den anden side er træningstiden for traditionelle drejnings- og fræsebearbejdningsfærdigheder meget hurtig. Også reparation af defekter i additiv fremstilling (såsom udfyldning af porer) kræver en blanding af boring, svejsning og bearbejdning, hvilket gør de nødvendige færdigheder for procesarbejdere meget højere og koster mere for arbejdskraft.
3, Industriel økologi: Den unikke og samarbejdsmæssige udvikling af konventionel forarbejdning
1. Funktionen af ​​"ballaststen" i grundlæggende industrier
Basisindustrier som biler og elektricitet bruger stadig mest traditionel forarbejdning. For eksempel kan metoden til støbning og bearbejdning af motorcylinderblokke til biler producere millioner af dem hvert år. På den anden side er additiv fremstilling svær at komme ind i den almindelige forsyningskæde, fordi den ikke er særlig effektiv. Også regulering af strømmen af ​​metallinjer under klassisk smedning kan i høj grad øge udmattelsesstyrken af ​​dele. Dette er stadig nødvendigt for at fremstille flyvemaskiners primære lastbærende-strukturelle komponenter.
2. Placer "nichemarkedet" for efter-behandling det rigtige sted
Den største fordel ved efter-behandling er, at den opfylder behovene for "høj kompleksitet, lav batchstørrelse og høj præcision." For eksempel i rumfart skal elektrokemisk polering (ECP) bruges til at fjerne den interne strømningskanal i 3D-printede brændstofdyser. Dette gøres for at sænke grater og strømningsmodstand, hvilket er svært at gøre med traditionel bearbejdning til sådanne mikrokanalarkitekturer. I medicin bruges mikrofræsning til at ændre gevindrødderne på skræddersyede implantater, så de passer til patientens knoglevæv. Dette er noget, som standardmetoder ikke kan.
3. Mønstret for "samarbejdet evolution" i, hvordan teknologi integreres
Den sammensatte proces med "additiv+subtraktiv" vil være hovedfokus for rivalisering i fremstillingsindustrien i fremtiden. For eksempel har Siemens NX-software gjort det muligt for additive fremstillingsveje og fem--akset CNC-bearbejdning at arbejde sammen for at optimere hinanden. Det gør den ved at bruge digital tvillingteknologi til at forudsige deformation og automatisk oprette kompensationsprogrammer for at holde bearbejdningsnøjagtigheden under ± 0,01 mm. Kombination af varmebehandlingssystemer med digitale platforme som Simplified Cloud Zero Code System kan også gøre produktionskontrolsløjfer, hvilket gør omkostningsforskellen mellem efter-behandling og traditionelle metoder endnu mindre.