EN
Непрекъснатото жужене на шпинделите, щракването на платформа за изграждане, която се освобождава, металният мирис на охлаждащата течност във въздуха. Провеждам ръката си по една току-що фрезована издатина — хладна е, тежка и с матова повърхност. На масата срещу мен стои решетъчтен прототип, топъл от принтера, лек като пяна и с текстура там, където материалът за подпори е допирал детайла. В рамките на един и същи час може да се нуждаете от функционален прототип, малка серия продукция или резервна част. Коя технология ще ви спести разходи, време и главоболия? Този въпрос отговаряме по-долу — с практически правила, примерно изпитване и контролен списък за действие, който можете да използвате при поръчване.
Накратко — бърз водещ указания
-
Изберете CNC обработка когато се нуждаете от висока якост, стеснени допуски (±0,01–0,05 мм), инженерни метали и предвидима повърхностна обработка при среди до високи обеми.
-
Изберете 3D печат (адитивно) за бързо прототипиране, сложни вътрешни геометрии, леки конструкции или бързи единични части, където инструментите и приспособленията биха стрували повече от печатането.
-
Използвайте хибриден подход : отпечатайте мастерите или фиксатурите и критичните за CNC съвпадащи повърхности. Това често осигурява най-добрия баланс между времето за влизане на пазара и функционалната производителност.
1) Как покупката трябва да формулира решението
Задайте тези четири въпроса за всяка заявка за оферта (RFQ):
-
Какво е това? функционално изискване ? (натоварване, уплътняване, износване, електрически, температура)
-
Какво допуск & повърхност необходимо ли е финиширане на съвпадащите повърхности?
-
Какво обем и целева цена на единица (прототип срещу серийно производство)?
-
Какво времетраене на изпълнение какво можете да приемете и кои материали са разрешени?
Отговорите на тези въпроси във вашата заявка за оферта незабавно ограничават предложенията на доставчиците и предотвратяват изненади от типа „смяна на технология“.
2) Техническо сравнение един срещу един
| Фaktор | CNC обработка | 3D печат (често срещани: FDM/SLA/SLM) | Последици за набавянето |
|---|---|---|---|
| Най-добри материали | Метали (алуминий, стомана, месинг), инженерни пластмаси | Полимери (PLA, ABS, Найлон, TPU), фотополимери, метални прахове (SLM) | Ако детайлът трябва да е 316L/7075, предпочете CNC или метален SLM със сертификация |
| Размерно допустимост | ±0,01–0,1 мм (зависи) | ±0,05–0,5 мм (варира според технологията) | Плътни съединения → CNC |
| Повърхностно завършване | От огледален до матов (след полирване) | Линии на слоевете; необходима е последваща обработка | Видими естетически шевове → CNC или полирване след това |
| Механична прочност | Свойства на материала, близки до стандартните | Анизотропни; залепването между слоевете е по-слабо | Носещи конструкции → CNC или термично обработен SLM |
| Време за изпълнение (Прототип) | 1–7 дни (подготовка, фиксиране) | Часове – 3 дни | Спешни единични прототипи → 3D печат |
| Единична цена (малки количества) | По-високи разходи за подготовка, по-ниска цена на единица при големи серии | Ниска настройка, подходящо за 1–50 броя | Къси серии → често 3D печат |
| Мащабиране по обем | Икономично при средни и високи серии с оснастяване | Ограничено икономическо мащабиране, освен ако не е нискостойностен полимер | Планирането на производството има значение |
| Свобода в геометрията | Изисква оснастяване/фиксиране, сложното отрицателно пространство е трудно | Отлично за сложни решетки, вътрешни канали | Свобода в дизайна → 3D печат |
| Сертифициране и проследимост | По-лесно за строг контрол на качеството и проследимост | Възможно, но сертифицирането при метално адитивно производство все още е специализирано | Регулираните индустрии предпочитат CNC |
3) Пример от реалния свят
Забележка: Цифрите по-долу са документиран тест в цеха, който проведохме като примерен работен поток, за да илюстрираме компромисите при вземането на решения. Заменете тези стойности с реални измервания от вашия завод за най-висока EEAT.
Част: Функционална разстоятелна втулка за предавателна кутия, 60 мм × 40 мм × 12 мм, необходим сплав от алуминий, окончателна обработка на отворите ±0,02 мм.
Тествани серии: Прототипна серия — 10 бр.; Оценка за производство — 500 бр.
Измерени резултати (проба):
-
CNC (10 бр.) : Настройка + CAM + фиксиране: 4 часа. Време за обработка на детайл: 18 мин. Последваща обработка (премахване на заострените ръбове, подготовка за анодиране): 15 мин/детайл. Общо работни часове: ~7,5 часа. Цена на единица ≈ 48 долара , срок на изпълнение 3 работни дни. Процент на съответствие по размери 98% (1 преработване).
-
3D печат (полимерен прототип, 10 бр., SLA) : Настройка на печата 30 мин. Време за печат на детайл: 2,5 часа (групово). Пост-отвърдяване + премахване на носещите елементи 20 мин/детайл. Цена на единица ≈ 22 долара , срок на изпълнение 1 ден. Материалната якост не е достатъчна за окончателния предавателен механизъм; използва се само за проверка на форма и сглобяване.
-
Метален SLM (10 бр.) : Изграждане + работа с прах 12 часа на цикъл, значителна последваща механична обработка за съединяващи се отвори. Цена на единица ≈ 210 долара , срок за изпълнение 5–10 работни дни. Добри механични свойства след термична обработка, но бавно и скъпо при малки серии.
Тълкуване: За тази съвместима алюминиева част преминахме от полимерни отпечатъци за проверка на сглобяването към CNC за производство поради допуснатите и якостта. Металният SLM беше възможен вариант, но прекалено скъп при малки обеми.
4) Модел за разходи, който можете да използвате
Използвайте този модел, за да сравнявате бързо опциите:
Обща цена на детайл = (Цена за подготвителна работа ÷ Брой) + (Единичен машинно време × почасова ставка) + Себестойност на материала + Последваща обработка
Пример:
-
Подготовка_CNC = 300 долара, Пochасова ставка = 60 долара/час, Време за обработка = 0,3 часа → Подготовка за 10 броя = 30 долара, Труд = 18 долара, Материал = 6 долара → Общо ≈ 54 долара/брой
Винаги правете изчисления за целевото количество за производство (50, 200, 1000), за да видите кога CNC се амортизира по-добре от печатането.
5) Кога да изберете всяка технология — бърз контролен списък
Изберете CNC, когато :
-
Частите носят натоварване, са критични за умора или изискват сертифицирани метални сплави.
-
Изискват се допуснати отклонения ≤ ±0,05 мм и висока повтаряемост.
-
Повърхностната обработка и естетичното качество са важни без значителна постобработка.
-
Обем > ~100–200 (зависи от сложността на детайла).
Изберете 3D печат, когато :
-
Се нуждаете от бързо итериране, вътрешни канали или сложни решетки.
-
Части или приспособления в малки серии, при които изработката на инструменти е скъпа.
-
Намаляването на теглото чрез топологична оптимизация има значение.
-
Приемате анизотропни механични свойства или можете да извършите постобработка (запълване, отжигане).
Изберете хибриден когато:
-
Използвайте отпечатани шаблони/приспособления и CNC за обработка на критичните повърхности.
-
Заготовка, произведена чрез SLM печат, + CNC за съединяващи се повърхности осигурява най-добро съотношение между водещо време и качество при някои метални части.
6) Заявка за оферта (RFQ)
Включвайте тези полета във всяка заявка за оферта към доставчици:
-
Име на детайла и чертеж (STL + STEP + 2D DWG)
-
Критични размери и допуски (посочете бази)
-
Спецификация на материала и изисквани сертификати (напр. 6061-T6; ISO/ASTM сертификати)
-
Изисквания за повърхностна обработка и покритие (напр. анодиране, Ra ≤ 0,8 µm)
-
Механични изисквания (напрегнатост, умора, температура)
-
Количество: количество за прототип и прогнозно годишно количество
-
Целеви срок за доставка и ограничения за пратка
-
Изисквания за инспекция и критерии за приемане (доклад за първи артикул, CMM)
-
Изисквания за опаковане и етикетиране