Hvad er forskellen mellem metal 3D-print og traditionel CNC-bearbejdning i formfremstilling?

一, Teknisk princip: et paradigmeskift i additiv og subtraktiv fremstilling
Metal 3D-printning bruger "lag for lag stabling" metoden til additiv fremstilling. Den smelter metalpulver, som titanlegering eller støbt stål, ved hjælp af en laser- eller elektronstråle og bygger derefter komplicerede geometriske former direkte fra tre-dimensionelle digitale modeller. Dens største fordel er, at den kommer over problemerne med traditionel bearbejdning, der gør det svært at komme til værktøj og bruge klemmer. Det kan også lave topologioptimeringsdesign, herunder at udhule indersiden, udfylde gitteret og lave kølevandskanaler, der passer. For eksempel lavede Zhongrui Technology skræddersyede sprøjtestøbeindsatser til bilindustrien. Disse indsatser øgede adhæsionen mellem kølevandskredsløbet og produktoverfladen til 95 % gennem 3D-print, reducerede sprøjtestøbningscyklussen med 42 % og reducerede produktvridningshastigheden med 67 %.
Ved subtraktiv fremstilling fungerer traditionel CNC-bearbejdning ved at "fjerne materiale." Den bruger sammenkædede skæreværktøjer på mange akser til at skære, fræse, bore og gøre andre ting til metalemner. Dens teknologiske modenhed vises ved dens evne til at styre præcision på mikrometerniveau (± 0,005 mm) og glathed af overfladen (Ra0,8 μm). Dette gør den perfekt til bearbejdning af høj-produkter med almindelige former. For eksempel kan den keramiske udskærings- og fræsemaskine fra Xintenghui CNC holde kantbrudhastigheden af ​​keramiske forme under 0,3% ved at bruge et særligt beskyttelsessystem og præcisionsslibeteknologi. Dette opfylder de strenge krav til halvlederemballage til modstandsdygtighed over for skimmelslid.
2, Anvendelsesscenarie: Grænsen mellem komplicerede konstruktioner og masseproduktion
Banebrydende anvendelser til fremstilling af komplicerede strukturer
Metal 3D-print har en stor indflydelse på formfremstilling på tre hovedområder:
Form efter kølesystem: Traditionelle formkølevandskanaler begrænses af boreprocedurer, hvilket gør det svært at få en perfekt pasform med produktkonturen. Ved at efterligne væskedynamik forbedrer 3D-printteknologi ensartetheden af ​​formtemperaturfeltet med mere end 50 %. Et bestemt firma, der fremstiller husholdningsapparater, brugte denne teknik, og udbyttegraden for sprøjtestøbning af klimaanlægsskaller gik fra 89% til 98%. De årlige besparelser på strøm for et enkelt sæt forme var mere end 120.000 yuan.
Letvægtskonstruktion: Ved at optimere topologien fjernes 30 % til 60 % af ikke-last-bærende materialer, og vægten af ​​3D-trykte forme reduceres med 45 % sammenlignet med traditionelle designs, samtidig med at styrken af ​​strukturen bevares. En ny batteripakke til energikøretøjer lavet af en 3D-printet aluminiumslegeringsramme har overlevet en 150 % overbelastningstest, tabt 38 % af sin vægt og opnået 8 % af sin rækkevidde.
Integreret støbning af komplicerede dele: I traditionelle metoder, herunder gummidækforme og støbeforme til skosål, skal delene behandles og sættes sammen separat. 3D-print kan lave en hel støbeform og slippe af med fejl i monteringen. Denne teknologi blev brugt i et dækfirma, og tiden det tog at lave forme gik fra 45 dage til 12 dage med en mønsternøjagtighed på 0,02 mm.
3, Den største fordel ved masseproduktion
Det faktum, at CNC-bearbejdning ikke kan erstattes i formfremstilling, er vist af:
Materialetilpasningsevne: Det kan arbejde med materialer, der er ret hårde, såsom bratkølet stål og hårde legeringer (HRC55 eller derover), hvilket er hvad-støbeforme skal kunne. En specifik formstøbning- anvender CNC-forarbejdede forme- af magnesiumlegeringer, der holder 200.000 gange, hvilket er tre gange længere end 3D-trykte forme.
Overfladekvalitet: En spejl-overflade (Ra0,2 μm) kan opnås ved hjælp af efter-behandlingsteknikker, herunder præcisionsfræsning og polering. Dette opfylder hygiejnestandarderne for optiske forme og fødevareemballageforme. Et kosmetikemballagefirma brugte CNC-forarbejdede PET-flaskeforme, som gjorde produktet mere gennemsigtigt (92 %) og reducerede spild (0,5 %).
Batchøkonomi: For forme, der fremstiller mere end 5000 styk om året, koster CNC-bearbejdning 60 % til 70 % mindre pr. styk end 3D-print. En bestemt leverandør af autodele bruger CNC-massefremstilling til deres kofangerform. Prisen for en enkelt form holdes på 800.000 yuan, hvorimod prisen på 3D-print er 1,2 millioner yuan.
4, Omkostningsstruktur: Et spil med balance mellem hastighed og nøjagtighed
1. Udgifter til udstyr og forsyninger
3D-print med metal: Værktøjer i industri-kvalitet koster normalt mellem 2 og 8 millioner yuan, og titanlegeringspulver koster mellem 800 og 1200 yuan pr. kilogram. Materialeudnyttelsesgraden er derimod så høj som 90 %, hvilket er 40 procentpoint større end CNC-bearbejdning. Et bestemt luftfartsselskab har brugt 3D-print til at lave motorblade, hvilket har reduceret materialepriserne med 35 % sammenlignet med traditionel støbning.
CNC-bearbejdning: Bearbejdningscentre med fem-akser koster mellem 1,5 og 5 millioner yuan, og omkring 15 % til 20 % af disse omkostninger er til værktøjer. En formfabrik reducerede prisen på et enkelt sæt forme fra 120.000 yuan til 70.000 yuan ved at optimere skærevejen og anvende vendbare klinger.
2. Tidsomkostninger 3D-print: Den tid, det tager at lave forme med komplekse strukturer, er halveret til 70 % sammenlignet med traditionelle metoder. En medicinsk virksomhed kan lave en skræddersyet ortopædisk implantatform på kun 72 timer, hvilket er 80 % hurtigere end den 15-dages cyklus med CNC-bearbejdning.
CNC-bearbejdning: Formbehandlingstiden kan reduceres med 30 % til 40 % ved at anvende høj-skæringsteknologi (HSC). Et spindelbearbejdningscenter på 8000 rpm hjalp en 3C-produktstøbevirksomhed med at reducere den tid, det tog at lave en telefonrammeform fra 18 timer til 11 timer.