El processament-publicat pot substituir completament el processament tradicional?

一, Límit tècnic: el "límit superior de capacitat" i el "buit d'aplicació" del processament de la màquina de post-processament
1. Diferències en com es poden utilitzar els materials
La "fabricació subtractiva", que és més flexible pel que fa a les qualitats dels materials, és el que fa possible el processament tradicional. Per exemple, per tallar aliatges d'alta duresa-com ara cobalt crom molibdè, cal utilitzar eines de PCD o mecanitzat-asistit per ultrasons. D'altra banda, per fer materials similars mitjançant la fabricació additiva, cal desfer-se dels defectes interns dels porus mitjançant el premsat isostàtic en calent (HIP) i després complir els requisits de precisió superficial mitjançant el fresat CNC de cinc -eixos. Tot i que aquest mètode pot fer peces d'alt rendiment-, les propietats de la metal·lúrgia de pols dels processos de fabricació additiva limiten els materials que es poden utilitzar. Això fa que sigui difícil substituir directament la capacitat de processament dels mètodes tradicionals de forja per a palanxes metàl·liques grans.
El "doble repte" d'aconseguir la mida i la qualitat de superfície correctes
L'objectiu principal del post-processament és solucionar els problemes que s'incorporen a la fabricació additiva. Per exemple, la tolerància al gruix del perfil de la fulla de les parts impreses en 3D-de discos de turbina de motor d'avions s'ha de fixar de ± 0,3 mm a ± 0,05 mm mitjançant el tall i la mòlta de filferro. La rugositat superficial també s'ha de reduir de Ra8-15 μm a Ra0,8-1,6 μm. Per als components òptics que necessiten una precisió de nivell-micròmetre, com ara reflectors làser, el rectificat d'ultra precisió tradicional segueix sent la millor opció. Això es deu al fet que el postprocessament depèn del treball conjunt de diversos processos, cosa que dificulta desfer-se de tots els errors que s'han acumulat.
3. La "paradoxa de l'eficiència" del processament d'estructures complicades
La fabricació additiva té una característica de "fabricació lliure" que facilita el treball amb estructures complicades com superfícies irregulars i canals de flux interns. Tanmateix, l'etapa de post-processament pot fer que aquesta eficiència sigui menys útil. Per exemple, cal fresar CNC per eliminar els residus de suport de les peces d'aliatge d'alumini impresos en 3D-d'un determinat tipus de suport de satèl·lit. Això redueix el pes un 15%, però també triga un 30% més a processar-se que els mètodes tradicionals de fosa i mecanitzat. El cost unitari dels procediments tradicionals d'estampació i tractament tèrmic encara és inferior al de les combinacions d'additius i post{9}}tractament per a peces estandarditzades fabricades en grans quantitats, com ara les bielles d'automòbils.
2, Estructura de costos: el "llindar econòmic" per al processament amb una màquina de postprocessament
1. Costos de compra i manteniment d'equips
El preu dels equips de post-processament com les màquines eina CNC d'enllaç de cinc-eixos i les màquines de polir làser pot ser de milions de iuans per una unitat. Per aconseguir un control de-bucle tancat, aquestes màquines necessiten sistemes de detecció en línia i tecnologies de xarxes intel·ligents. Per exemple, costa centenars de milers de iuans fer un postprocessador especial per al centre de mecanitzat de cinc-eixos alemany Hammer C20U. El cost de programació de les fresadores normals és només 1/10 d'això. A més, el cost dels materials en pols de fabricació additiva (com la pols d'aliatge de titani, que costa aproximadament 2.000 iuans/kg) és substancialment més gran que el dels materials de barres tradicionals. Això fa que el cost total del-postprocessament sigui encara més elevat.
2. La durada de la cadena del procés i les despeses ocultes
El processament posterior al processament requereix la fusió de molts processos, com ara la fabricació additiva, el tractament tèrmic i l'acabat superficial, la qual cosa comporta una cadena de procés allargada i unes despeses ocultes més elevades. Per exemple, per fer un còndil femoral d'aliatge de crom cobalt molibdè per a un implant mèdic, cal un poliment electrolític per desfer-se de l'adhesió de la pols i, a continuació, cal un micro fresat per fixar l'arrel del fil. Es triga més de 8 hores a processar una sola peça, encara que el procediment estàndard de forja i tornejat CNC només triga 2 hores. Fins i tot si el post-processament pot fer que les coses siguin més individualitzades, encara és difícil igualar l'avantatge d'"emmotllament-únic" dels mètodes tradicionals quan es fan moltes coses.
3. Dependència de les habilitats i el cost de la mà d'obra
Els operadors han de tenir més habilitats per fer el processament posterior al-processador. Per exemple, heu de saber com convertir entre el sistema de coordenades de la peça i el sistema de coordenades de la màquina en programació CNC de cinc -eixos. D'altra banda, el temps de formació per a les habilitats tradicionals de mecanitzat de tornejat i fresat és molt ràpid. A més, la solució de defectes en la fabricació additiva (com ara l'ompliment dels porus) necessita una combinació de perforació, soldadura i mecanitzat, la qual cosa fa que les habilitats necessàries per als treballadors del procés siguin molt més elevades i costa més per a la mà d'obra.
3, Ecologia industrial: la singularitat i el desenvolupament cooperatiu del processament convencional
1. La funció de les "pedres de llast" en les indústries fonamentals
Les indústries bàsiques com l'automòbil i l'electricitat encara utilitzen més el processament tradicional. Per exemple, el mètode de fosa i mecanitzat de blocs de cilindres de motor d'automòbil pot produir milions d'ells cada any. D'altra banda, la fabricació additiva és difícil d'entrar a la cadena de subministrament principal perquè no és molt eficient. A més, la regulació del flux de línies metàl·liques durant la forja clàssica pot augmentar molt la resistència a la fatiga de les peces. Això encara és necessari per fer els components estructurals-principals de càrrega dels avions.
2. Col·locar el "nínxol de mercat" del post-processament al lloc correcte
El principal avantatge del post-processament és que satisfà les necessitats d'"alta complexitat, mida de lot baixa i alta precisió". Per exemple, a l'aeroespacial, cal utilitzar el poliment electroquímic (ECP) per eliminar el canal de flux intern dels broquets de combustible impresos en 3D. Això es fa per reduir les rebaves i la resistència al flux, cosa que és difícil de fer amb el mecanitzat tradicional per a aquestes arquitectures de microcanals. En medicina, el microfresat s'utilitza per canviar les arrels roscades dels implants a mida perquè s'adaptin al teixit ossi del pacient. Això és una cosa que els mètodes estàndard no poden fer.
3. El patró d'"evolució col·laborativa" en com s'integra la tecnologia
El procés compost de "additiu + subtractiu" serà el principal focus de rivalitat a la indústria manufacturera en el futur. Per exemple, el programari Siemens NX ha fet possible que les vies de fabricació additiva i el mecanitzat CNC de cinc -eixos funcionin conjuntament per optimitzar-se mútuament. Ho fa utilitzant la tecnologia digital bessona per predir la deformació i crear automàticament programes de compensació per mantenir la precisió de mecanitzat per sota de ± 0,01 mm. A més, la combinació de sistemes de tractament tèrmic amb plataformes digitals com el sistema simplificat de codi zero al núvol pot fer que els bucles de control de la producció siguin encara més reduïdes la diferència de costos entre el post-processament i els mètodes tradicionals.