EN
Постійний гуркіт шпінделів, клацання платформи після друку, металевий присмак охолоджувача в повітрі. Я проводжу рукою по щойно обробленому ребру жорсткості — воно холодне, важке, з матовим блиском. Поруч на версті лежить прототип з решітчастою структурою, ще теплий від принтера, легкий, мов піна, з текстурою там, де матеріал підтримки стикався з деталлю. Протягом одного й того ж часу вам може знадобитися функціональний прототип, невелика партія виробництва або заміна деталі. Яка технологія допоможе заощадити кошти, час і уникнути проблем? Відповідь на це запитання — нижче: практичні правила, приклад тестового завдання та контрольний список для закупівель.
Коротко — швидкий посібник з вибору
-
Оберіть Обробка CNC коли потрібна висока міцність, жорсткі допуски (±0,01–0,05 мм), інженерні метали та передбачувана якість поверхні при середніх або великих обсягах.
-
Оберіть 3D друк (адитивні технології) для швидкого прототипування, складних внутрішніх геометрій, легких конструкцій або швидкого виготовлення окремих деталей, коли виготовлення оснастки та пристосувань коштуватиме дорожче, ніж друк.
-
Використовуйте комбінований підхід : друкуйте еталонні зразки або пристосування та критичні поверхні сполучення для обробки на верстатах з ЧПК. Це часто забезпечує найкращий компроміс між терміном виходу на ринок та функціональною продуктивністю.
1) Як закупівельний підрозділ має формулювати рішення
Задайте чотири такі запитання для кожного запиту комерційних пропозицій (RFQ):
-
Що таке функціональна вимога ? (навантаження, ущільнення, знос, електричні параметри, температура)
-
Що яка точність та структура поверхні потрібна на поверхнях сполучення?
-
Що об'єм та цільова вартість одиниці продукції (прототип проти серійного виробництва)?
-
Що термін виконання що ви можете прийняти і які матеріали дозволені?
Відповідь на ці питання в вашому запиті комерційних пропозицій одразу скорочує кількість пропозицій постачальників і запобігає несподіванкам типу «заміни технології».
2) Технічне порівняння один-на-один
| Фактор | Обробка CNC | 3D-друк (поширений: FDM/SLA/SLM) | Наслідки для закупівлі |
|---|---|---|---|
| Найкращі матеріали | Метали (алюміній, сталь, латунь), інженерні пластики | Полімери (PLA, ABS, нейлон, TPU), фотополімери, металеві порошки (SLM) | Якщо деталь має бути з 316L/7075, краще обрати CNC або металевий SLM із сертифікацією |
| Розмірна толерантність | ±0,01–0,1 мм (залежить від технології) | ±0,05–0,5 мм (різниться залежно від технології) | Щільні посадки → CNC |
| Фінішне покриття | Від дзеркальної до матової (після полірування) | Лінії шарів; потрібна подальша обробка | Помітні естетичні шви → CNC або полірування після друку |
| Механічна міцність | Властивості матеріалу, близькі до стандартних | Анізотропність; зчеплення шарів слабше | Навантажувальні вузли → CNC або термооброблений SLM |
| Термін виготовлення (прототип) | 1–7 днів (налаштування, оснащення) | Години – 3 дні | Термінові окремі прототипи → 3D-друк |
| Вартість одиниці (мала кількість) | Високі витрати на налаштування, нижча вартість на одиницю при великому обсязі | Низькі витрати на налаштування, підходить для 1–50 шт. | Короткі серії → часто друкують 3D |
| Масштабування обсягів | Економічно вигідно при середніх і великих серіях з оснасткою | Масштабування економічності обмежене, якщо не використовується недорогий полімер | Важливе значення має планування виробництва |
| Вільна геометрія | Потребує оснастки/закріплення, складно реалізувати складний негативний простір | Чудово підходить для складних ґраток, внутрішніх каналів | Свобода проектування → 3D-друк |
| Сертифікація та просування | Простіше для суворої перевірки якості та відстеження | Можливо, але сертифікація металевих додатків ще залишається спеціалізованою | Галузі з регулюванням надають перевагу CNC |
3) Приклад із реального життя
Примітка: Наведені нижче цифри — це задокументований випробувальний процес на виробництві, який ми провели як приклад робочого процесу, щоб проілюструвати компроміси у прийнятті рішень. Замініть їх реальними показниками вашого підприємства для досягнення найвищого EEAT.
Частина: Функціональний проставок коробки передач, 60 мм × 40 мм × 12 мм, потрібний алюмінієвий сплав, обробка отворів ±0,02 мм.
Кількість проведених запусків: Партія прототипів — 10 шт.; Орієнтовне виробництво — 500 шт.
Виміряні результати (зразок):
-
CNC (10 шт.) : Налаштування + CAM + оснащення: 4 години. Час обробки на деталь: 18 хв. Післяобробка (зняття заусенців, підготовка до анодування): 15 хв/деталь. Загальний час у цеху: ~7,5 годин. Вартість одиниці ≈ 48 дол. США , термін виготовлення — 3 робочих дні. Коефіцієнт відповідності розмірам — 98% (1 переділ).
-
3D-друк (полімерний прототип, 10 шт., SLA) : Налаштування друку — 30 хв. Час друку на деталь: 2,5 години (пакетна обробка). Допечіння + видалення опор — 20 хв/деталь. Вартість одиниці ≈ 22 дол. США , термін виготовлення — 1 день. Міцність матеріалу недостатня для остаточного редуктора; використовується лише для перевірки посадки/форми.
-
Металевий SLM (10 шт.) : Виготовлення + робота з порошком — 12 годин на партію, значна подальша механічна обробка для сполучних отворів. Вартість одиниці ≈ 210 дол. США , термін виготовлення 5–10 робочих днів. Добрі механічні властивості після термообробки, але повільно і дорого для малих партій.
Інтерпретація: Для цієї алюмінієвої стикувальної деталі ми перейшли від полімерних друкованих версій для перевірки посадки до CNC для виробництва через толерансів і міцності. Металевий SLM був можливим, але надто дорогим при малих обсягах.
4) Модель вартості, яку можна використовувати
Використовуйте це для швидкого порівняння варіантів:
Загальна вартість на деталь = (Вартість підготовки ÷ Кількість) + (Одиничний час обробки/друку × ставка цеху) + Вартість матеріалу + Післяобробка
Приклад:
-
Підготовка_CNC = 300 дол. США, Ставка цеху = 60 дол. США/год, Час обробки = 0,3 год → Підготовка на 10 шт. = 30 дол., Робоча сила = 18 дол., Матеріал = 6 дол. → Разом ≈ 54 дол. за шт.
Завжди розраховуйте для вашої цільової кількості виробництва (50, 200, 1000), щоб побачити, де CNC краще амортизується, ніж друк.
5) Коли вибирати кожну технологію — короткий контрольний список
Обирайте CNC, коли :
-
Деталі є несучими, схильними до втомного руйнування або вимагають сертифікованих металевих сплавів.
-
Потрібні допуски ≤ ±0,05 мм та висока повторюваність.
-
Важливі якість поверхневого шару та естетичний вигляд без значної післяобробки.
-
Обсяг > приблизно 100–200 (залежить від складності деталі).
Оберіть 3D-друк, коли :
-
Потрібна швидка ітерація, внутрішні канали або складні ґратчасті структури.
-
Малосерійні індивідуальні деталі або оснащення, де виготовлення пристосувань є дорогим.
-
Значення має зменшення ваги за рахунок топологічної оптимізації.
-
Ви приймаєте анізотропні механічні властивості або можете здійснити післяобробку (заповнення, відпал).
Оберіть гібридний коли:
-
Використовуйте друковані шаблони/кріплення та обробку CNC для критичних поверхонь.
-
Заготовка, надрукована методом SLM, + обробка CNC для сполучених поверхонь забезпечує найкраще співвідношення терміну виготовлення до якості для деяких металевих деталей.
6) Запит пропозиції (RFQ)
Включайте ці поля у кожен запит пропозиції постачальникам:
-
Назва деталі та креслення (STL + STEP + 2D DWG)
-
Критичні розміри та допуски (вказувати базові поверхні)
-
Специфікація матеріалу та необхідні сертифікати (наприклад, 6061-T6; сертифікати ISO/ASTM)
-
Вимоги до чистоти поверхні та покриття (наприклад, анодування, Ra ≤ 0,8 мкм)
-
Механічні вимоги (міцність на розтяг, витривалість, температурні умови)
-
Кількість: кількість прототипів та прогнозована щорічна кількість
-
Цільовий термін виконання та обмеження щодо доставки
-
Вимоги до інспекції та критерії прийняття (звіт про перший зразок, CMM)
-
Вимоги до упаковки та маркування