Gia Công CNC Hay In 3D: Phương Pháp Nào Tốt Hơn Cho Doanh Nghiệp Của Bạn?

Tiếng vo ve đều đặn của các trục chính, tiếng click khi bản in tách khỏi bàn in, mùi kim loại đặc trưng của chất làm mát trong không khí. Tôi đưa tay dọc theo một gờ vừa được gia công phay – nó mát lạnh, nặng tay và có bề mặt hoàn thiện mịn lì. Trên bàn làm việc đối diện là một mẫu nguyên mẫu dạng lưới, còn ấm từ máy in, nhẹ như xốp và có kết cấu ở những vị trí mà vật liệu hỗ trợ từng tiếp giáp chi tiết. Trong cùng một giờ, bạn có thể cần một mẫu chức năng, một loạt sản xuất nhỏ hoặc một bộ phận thay thế. Công nghệ nào sẽ giúp bạn tiết kiệm chi phí, thời gian và tránh rắc rối? Đó là câu hỏi chúng tôi sẽ trả lời bên dưới — với các quy tắc thực tiễn, một ví dụ kiểm thử và danh sách hành động bạn có thể sử dụng khi mua sắm.

Tóm tắt nhanh — Hướng dẫn ra quyết định

• Chọn Gia công CNC khi bạn cần độ bền cao, dung sai chặt (±0,01–0,05 mm), kim loại kỹ thuật và bề mặt hoàn thiện dự đoán được ở khối lượng trung bình đến cao.

• Chọn in 3D (cộng thêm) để tạo mẫu nhanh, các hình dạng nội bộ phức tạp, thiết kế nhẹ, hoặc các chi tiết đơn chiếc nhanh chóng nơi mà chi phí khuôn và đồ gá sẽ cao hơn so với in trực tiếp.

• Sử dụng một phương pháp Kết hợp : in các mẫu hoặc đồ gá và các bề mặt lắp ráp quan trọng CNC. Điều này thường mang lại sự cân bằng tốt nhất giữa thời gian đưa ra thị trường và hiệu suất chức năng.

1) Cách thức mua sắm nên định hướng quyết định

Đặt bốn câu hỏi sau cho mỗi yêu cầu báo giá (RFQ):

1. Điều gì là yêu cầu chức năng ? (tải, làm kín, mài mòn, điện, nhiệt độ)

2. - Cái gì? dung sai và bề mặt độ hoàn thiện cần thiết trên các bề mặt lắp ráp?

3. - Cái gì? âm lượng và mục tiêu chi phí đơn vị (nguyên mẫu so với sản xuất)?

4. - Cái gì? thời gian sản xuất bạn có thể chấp nhận những gì và những vật liệu nào được phép sử dụng?

Việc trả lời những câu hỏi này trong RFQ của bạn sẽ ngay lập tức thu hẹp các đề xuất từ nhà cung cấp và ngăn ngừa những bất ngờ do 'thay đổi công nghệ'.

2) So sánh kỹ thuật trực tiếp

3) Ví dụ thực tế

Ghi chú: Các con số bên dưới là một thử nghiệm tại xưởng đã được ghi nhận mà chúng tôi thực hiện như một ví dụ quy trình minh họa cho các quyết định cân nhắc. Hãy thay thế những con số này bằng các phép đo thực tế tại nhà máy của bạn để đạt EEAT cao nhất.

Phần: Chi tiết đệm hộp số chức năng, kích thước 60 mm × 40 mm × 12 mm, yêu cầu hợp kim nhôm, độ hoàn thiện lỗ ±0,02 mm.
Số lần chạy thử nghiệm: Lô mẫu — 10 chiếc; Dự kiến sản xuất — 500 chiếc.

Kết quả đo được (mẫu):

• CNC (10 chiếc) : Thiết lập + CAM + gá lắp: 4 giờ. Thời gian gia công mỗi chi tiết: 18 phút. Sau gia công (vệ sinh ba via, chuẩn bị anot hóa): 15 phút/chi tiết. Tổng thời gian tại xưởng: ~7,5 giờ. Chi phí đơn vị ≈ 48 USD , thời gian thực hiện 3 ngày làm việc. Tỷ lệ đạt yêu cầu về kích thước 98% (1 lần gia công lại).

• in 3D (mẫu thử polymer, 10 cái, SLA) : Thiết lập in 30 phút. Thời gian in mỗi chi tiết: 2,5 giờ (in theo lô). Ủ sau in + tháo gân hỗ trợ 20 phút/chi tiết. Chi phí đơn vị ≈ 22 USD , thời gian thực hiện 1 ngày. Độ bền vật liệu không đủ cho hộp số cuối cùng; chỉ dùng để kiểm tra độ khít/hình dạng.

• SLM kim loại (10 cái) : Thời gian tạo hình + xử lý bột 12 giờ mỗi lần chạy, cần gia công thêm đáng kể để đảm bảo độ chính xác các lỗ lắp ghép. Chi phí đơn vị ≈ 210 USD , thời gian chờ 5–10 ngày làm việc. Tính chất cơ học tốt sau xử lý nhiệt, nhưng chậm và tốn kém đối với số lượng nhỏ.

Giải thích: Đối với chi tiết nhôm ghép này, chúng tôi chuyển từ in polymer để kiểm tra độ vừa khít sang gia công CNC để sản xuất do yêu cầu dung sai và độ bền. In kim loại SLM khả thi nhưng chi phí quá cao ở khối lượng thấp.

4) Mô hình tính chi phí bạn có thể sử dụng

Sử dụng cái này để so sánh nhanh các lựa chọn:

Tổng chi phí mỗi chi tiết = (Chi phí thiết lập ÷ Số lượng) + (Thời gian gia công/in từng đơn vị × Đơn giá xưởng) + Chi phí vật liệu + Xử lý hậu kỳ

Ví dụ:

• Thiết lập_CNC = 300 USD, Đơn giá xưởng = 60 USD/giờ, Thời gian gia công = 0,3 giờ → Chi phí thiết lập cho 10 chiếc = 30 USD, Nhân công = 18 USD, Vật liệu = 6 USD → Tổng cộng ≈ 54 USD/chiếc

Luôn tính toán ở số lượng sản xuất mục tiêu của bạn (50, 200, 1.000) để xem điểm mà CNC được khấu hao tốt hơn so với in 3D.

5) Khi nào nên chọn từng công nghệ — danh sách kiểm nhanh

Chọn CNC khi :

• Các bộ phận chịu tải, quan trọng về độ mỏi hoặc yêu cầu hợp kim kim loại được chứng nhận.

• Yêu cầu dung sai ≤ ±0,05 mm và độ lặp lại cao.

• Chất lượng bề mặt và thẩm mỹ quan trọng mà không cần xử lý hậu kỳ nặng.

• Khối lượng > khoảng 100–200 (phụ thuộc vào độ phức tạp của chi tiết).

Chọn In 3D khi :

• Bạn cần lặp nhanh, kênh nội bộ hoặc cấu trúc dạng lưới phức tạp.

• Các chi tiết hoặc đồ gá sản xuất số lượng thấp mà việc làm khuôn tốn kém.

• Giảm trọng lượng thông qua tối ưu hóa bố trí là yếu tố quan trọng.

• Bạn chấp nhận tính chất cơ học dị hướng hoặc có thể xử lý hậu kỳ (độ đặc, ủ nhiệt).

Chọn lai khi:

• Sử dụng các đồ gá in và gia công CNC các bề mặt quan trọng.

• Phôi in SLM + CNC cho các bề mặt lắp ghép mang lại thời gian sản xuất ngắn nhất với chất lượng tốt nhất đối với một số chi tiết kim loại.

6) Yêu cầu báo giá (RFQ)

Bao gồm các trường sau trong mọi yêu cầu báo giá gửi nhà cung cấp:

• Tên chi tiết và bản vẽ (STL + STEP + Bản vẽ 2D)

• Kích thước và dung sai quan trọng (chỉ rõ chuẩn cơ sở)

• Yêu cầu vật liệu và chứng nhận cần thiết (ví dụ: 6061-T6; chứng nhận ISO/ASTM)

• Yêu cầu về độ hoàn thiện bề mặt và lớp phủ (ví dụ: anot hóa, Ra ≤ 0,8 µm)

• Yêu cầu cơ học (độ bền kéo, mỏi, nhiệt độ)

• Số lượng: Số lượng mẫu thử và dự báo số lượng hàng năm

• Mục tiêu thời gian giao hàng và các ràng buộc vận chuyển

• Yêu cầu kiểm tra và tiêu chí chấp nhận (báo cáo mẫu đầu tiên, CMM)

• Yêu cầu đóng gói và dán nhãn