CNC apdirbimas ar 3D spausdinimas: kas geriau jūsų verslui?

Tolygus veržlių zvimbimas, surinkimo plokštės atsijungimo spragtelėjimas, alyvos aušinamojo skysčio metalo kvapas ore. Braukiu ranka per neseniai frezuotą guolį – jis šaltas, sunkus ir apdorotas iki šilkinio blizgesio. Ant stalo guli gardelinis prototipas, šiltas po spausdinimo, toks lengvas kaip putplastis ir su tekstūra ten, kur atraminė medžiaga lietė detalią. Per tą patį valandą galite reikėti funkcinio prototipo, mažos gamybos serijos arba pakaitinės detalės. Kuri technologija sutaupys jums lėšų, laiko ir rūpesčių? Į šį klausimą atsakome žemiau – pateikdami praktines taisykles, pavyzdinį bandomąjį bandymą ir veiksmų sąrašą, kurį galite naudoti perkant.

Trumpai – greitas sprendimo priėmimo vadovas

• Pasirinkite CNC talpyba kai reikia didelės stiprybės, tikslūs tarpiniai matmenys (±0,01–0,05 mm), inžineriniai metalai ir numatoma paviršiaus apdorojimo kokybė vidutinėms ar didelėms partijoms.

• Pasirinkite 3D spausdinimas (adityvinė) greitam prototipavimui, sudėtingoms vidinėms geometrijoms, lengvosioms konstrukcijoms ar greitiems vienetiniams gabalams, kai įrankių ir tvirtinimo sistemų sukūrimas kainuotų daugiau nei spausdinimas.

• Naudokite hibridinis požiūris : spausdinkite meistrus arba tvirtinimo priemones ir CNC kritines sukibimo paviršių. Tai dažnai suteikia geriausią kompromisą tarp rinkoje pasirodymo laiko ir funkcinių charakteristikų.

1) Kaip pirkimams reikėtų suformuluoti sprendimą

Užduokite šiuos keturis klausimus kiekvienam kvietimui pateikti pasiūlymą (RFQ):

1. Kas yra funkcinis reikalavimas ? (apkrova, sandarumas, dilimas, elektros srovė, temperatūra)

2. Koks tikslumas ir paviršius reikalingas sukibimo paviršių apdorojimas?

3. Koks tūris ir vieneto kainos tikslas (prototipas prieš serijinę gamybą)?

4. Koks atlikimo laikas ar galite priimti ir kokios medžiagos leidžiamos?

Atsakymas į šiuos klausimus jūsų pirkimo užklausoje nedelsiant susiaurina tiekėjų pasiūlymus ir išvengia „technologijų keitimo“ siurprizų.

2) Techninių sprendimų tiesioginis palyginimas

3) Praktinė pavyzdinė situacija

Pastaba: Žemiau pateikti skaičiai yra dokumentuotas gamyklos bandomasis tyrimas, kurį atlikome kaip pavyzdinį darbo procesą, siekiant paaiškinti sprendimų kompromisus. Norėdami pasiekti aukščiausią EEAT, pakeiskite juos savo gamyklos tikrais matavimais.

Dalis: Funkcinis pavaros dėžės atstumas, 60 mm × 40 mm × 12 mm, reikalinga aliuminio lydinio medžiaga, skylių apdirbimo tikslumas ±0,02 mm.
Atlikti bandymai: Prototipų partija — 10 vnt.; Apytikslė gamyba — 500 vnt.

Išmatuoti rezultatai (pavyzdys):

• CNC (10 vnt) : Paruošimas + CAM + tvirtinimo įrenginiai: 4 valandos. Apdirbimo laikas vienam gabalui: 18 min. Apdorojimas po apdirbimo (nulupinėjimas, anodavimo paruošimas): 15 min/vnt. Iš viso dirbtuvėse praleistas laikas: ~7,5 valandos. Vieneto kaina ≈ 48 USD , pristatymo laikas – 3 darbo dienos. Matmenų atitikimo rodiklis 98 % (1 perdirbimas).

• 3D spausdinimas (polimerinis prototipas, 10 vnt, SLA) : Spausdinimo paruošimas – 30 min. Spausdinimo laikas vienam gabalui: 2,5 valandos (partijomis). Galutinis sukietinimas + atramų šalinimas – 20 min/vnt. Vieneto kaina ≈ 22 USD , pristatymo laikas – 1 diena. Medžiagos stiprumas nepakankamas galutiniam pavarų dėžės gamybai; naudojama tik formos/tinkamumo testavimui.

• Metalo SLM (10 vnt) : Statyba ir miltelių tvarkymas – 12 valandų vienam statybų ciklui, reikšmingas apdirbimas po to, kad būtų sujungtos tarpusavyje derinamos skylės. Vieneto kaina ≈ 210 USD , pristatymo laikas 5–10 darbo dienų. Geri mechaniniai savybės po terminio apdorojimo, tačiau lėta ir brangu mažoms serijoms.

Interpretacija: Šiam aliumininiam sujungiamajam komponentui mes perėjome nuo polimerinių spausdintų detalių, naudojamų tik tikrinimui, prie CNC gamybos dėl tikslumo ir stiprumo reikalavimų. Metalinė SLM technologija buvo įmanoma, tačiau per brangi mažomis apimtimis.

4) Kainos modelis, kurį galite naudoti

Naudokite jį greitai parinkčių palyginimui:

Bendra vienos detalės kaina = (Paruošimo kaina ÷ kiekis) + (Vienetinė apdirbimo/spausdinimo trukmė × daržinės tarifas) + Medžiagos kaina + Apdorojimas po to

Pavyzdys:

• Paruošimas_CNC = 300 USD, DaržinėsTarifas = 60 USD/val, ApdirbimoTrukmė = 0,3 val → Paruošimas 10 vnt = 30 USD, Darbas = 18 USD, Medžiaga = 6 USD → Iš viso ≈ 54 USD/vnt

Visada skaičiuokite pagal numatytą gamybos kiekį (50, 200, 1 000), kad pamatytumėte, kada CNC geriau amortizuoja nei spausdinimas.

5) Kada pasirinkti kiekvieną technologiją – greitas patikrinimo sąrašas

Pasirinkite CNC, kai :

• Detalės yra apkrovos nešančios, pavargimo atžvilgiu kritinės arba reikalauja sertifikuotų metalinių lydinių.

• Reikalingi tikslūs tarpai ≤ ±0,05 mm ir aukšta kartojamumas.

• Svarbu paviršiaus apdorojimas ir estetinė kokybė be didelio papildomo apdorojimo.

• Tūris > ~100–200 (priklauso nuo detalės sudėtingumo).

Pasirinkite 3D spausdinimą, kai :

• Reikia greito iteravimo, vidinių kanalų ar sudėtingų gardelių.

• Mažas tūris individualių detalių ar tvirtinimų, kai įrankių gaminimas yra brangus.

• Svorio mažinimas naudojant topologijos optimizavimą yra svarbus.

• Priimate anizotropines mechanines savybes arba galite atlikti papildomą apdorojimą (užpildymas, pakaitinimas).

Pasirinkite hibridinį variantą kai:

• Naudokite spausdintus žnyples / tvirtinimo priemones ir CNC apdorokite kritines paviršių dalis.

• SLM spausdintas ruošinys + CNC poruojamiesiems paviršiams užtikrina geriausią pranašumą pagal pristatymo laiką ir kokybę kai kuriuose metaliniuose komponentuose.

6) Užklausa tiekėjui

Įtraukite šiuos laukus į kiekvieną užklausą tiekėjams:

• Detalės pavadinimas ir brėžinys (STL + STEP + 2D DWG)

• Kritiniai matmenys ir tarpiniai skirtumai (nurodyti bazes)

• Medžiagos specifikacija ir reikalaujami sertifikatai (pvz., 6061-T6; ISO/ASTM sertifikatai)

• Paviršiaus apdorojimo ir dengimo reikalavimai (pvz., anodizacija, Ra ≤ 0,8 µm)

• Mechaniniai reikalavimai (tempiamoji jėga, nuovargis, temperatūra)

• Kiekis: Prototipo kiekis ir numatomas metinis kiekis

• Privalomas pristatymo terminas ir vežimo apribojimai

• Apžiūros reikalavimai ir priėmimo kriterijai (pirmosios partijos ataskaita, CMM)

• Pakavimo ir ženklinimo reikalavimai