1, "des de les rascades" sobre el principi tècnic de l'aixecament, la diferència entre la fabricació additiva i la fabricació subtractiva es tracta de "des de les rascades fins a la part final".
La tecnologia de fabricació d'additius centrals a metall és "capa per acumulació de capa", en què els pols o cables metàl·lics es fonen i es dipositen capa per capa mitjançant fonts d'energia com làsers o bigues d'electrons, donant lloc a la producció directa de components sòlids de models digitals. El seu procés típic inclou:
Fusió làser selectiva (SLM): procés de fabricació additiva que utilitza un làser energètic alt - per fondre selectivament la capa de pols metàl·lica per capa, sovint utilitzada per produir components estructurals complexos com ara cambres de combustió del motor d’avions o vasos de pressió de reactor nuclear i intercanviadors de calor.
Felecció de feixos d’electrons (EBM) Un procés de fusió de buit mitjançant feix d’electrons, alta velocitat de deposició i característiques d’estrès residual baixes per a la fabricació de peces d’aviació d’aliatge de titani.
Fabricació d’additius d’arc (WAAM): acumulació de metall mitjançant la fusió de cables metàl·lics i afegint capa per capa amb un braç robotitzat per un arc elèctric com a font de calor. És perfecte per a la creació ràpida d’objectes d’estructura de gran estructura, com les hélices de vaixells i les torres de l’aerogenerador.
En l’entorn de fabricació subtractiu, es realitza “eliminació de capa per capa” on s’utilitzen eines de gir, fresat, perforació i mòlta normalment per eliminar el material de la font (estoc) i obtenir així la geometria final. Les seves branques tècniques inclouen:
Work_HealthCnc Mecaning: Computer - La ruta de l'eina controlada pot realitzar una alta - Mecanatge del pla complex de precisió i s'utilitza àmpliament en les parts estructurals del bloc de cilindre del motor automobilístic i de les parts estructurals de l'avió.
Mecanatge de descàrrega elèctrica (EDM): utilitzant descàrrega elèctrica a materials metàl·lics gravats, s'apliquen al processament de precisió de materials de processament difícils, inclosos l'aliatge dur, l'acer al motlle.
Cut làser / WaterJet Cut: Aquesta tècnica talla alt - feixos energètics o alts - flux d'aigua de pressió de materials per a la producció ràpida de peces planes 2D.
La diferència essencial: la fabricació d’additius es desfà de la combinació de la dependència del motlle i del dispositiu de la fabricació tradicional que pot allotjar el “disseny lliure”; Si bé la fabricació subtractiva és millor en precisió, la qualitat de la superfície i especialment adequada per a la producció normativa per lots {0-.
2, escenaris d'aplicacions: la diferència entre la personalització i l'escalabilitat
Avantatges de la fabricació d’additius metàl·lics:
Small - Batch Bespoke Manufacturing: Additive pot satisfer ràpidament els requisits personalitzats - una cosa que tingui aplicacions en sectors com els implants aeroespacials i mèdics. Per exemple, els components estructurals d’aliatge de titani d’avions domèstics, desenvolupats per Bolite, tenen el 3D imprès en lloc d’una tecnologia tradicional, per reduir el cicle de lliurament i el cost, i també són beneficiosos per a l’economia lleugera i de combustible.
Fabricació de peces estructurals complexes: AM pot produir geometries a partir d’estructures optimitzades de topologia que són inviables amb la fabricació tradicional. Per exemple, per EBM Technology GE Aviation podria dissenyar i produir fulles tials, que només pesen la meitat d’un típic d’aliatge de níquel, amb la qual cosa es produeix un estalvi de consum de combustible per al motor.
Integració lleugera i alta -: el disseny integrat reduirà la quantitat de parts i la fiabilitat de la part augmentarà en les condicions de la tecnologia de fabricació additiva (AM). Per exemple, hi ha una Enterprise, que desenvolupa un implant articular 3D - imprès - que es basa en el disseny de material de gradient, permeti absorbir gradualment al cos sense que es produeixi un funcionament secundari.
Escenaris aplicables per a la fabricació subtractiva:
Producció estàndard de masses: en algunes àrees com l'aplicació d'automòbils i domèstics, la fabricació subtractiva pot aconseguir una gran quantitat de quantitat - amb l'ajut de motlle i línia automàtica. La carcassa del motor del model Tesla, per exemple, és mecanitzada CNC, amb un cost únic de la part relativament baixa i la rugositat superficial relativament baixa.
Requisits de mecanitzat d’alta precisió: Hi ha camps que no es poden substituir per l’eficiència de l’eliminació, com per exemple en el camp d’equips òptics i components de semiconductors. Per exemple, les lents òptiques Zeiss produeixen precisió superficial en el rang de nanòmetres mitjançant la tecnologia de mòlta Ultra Precision.
Fabricació de muntatge estructural gran: Per a components de més de pocs metres, la fabricació subtractiva és el cost i l’eficiència més avantatjosa. Per exemple, aquestes fulles d’hèlix de vaixells poden complir amb l’enginyeria oceànica un requisit extremadament elevat de mida i intensitat es fa mitjançant el processament del fresat CNC.
3, Eficiència de costos: la batalla entre inversions a curt termini i valor a llarg termini
El cost7 de la fabricació additiva:
Preu: les impressores 3D de metall industrial són costoses i s’han d’executar al costat de Post - Equips de processament com ara forns de premsa isostàtica calenta i màquines -eines CNC.
Elevat cost dels materials: el preu d’una pols metàl·lica (com ara un aliatge de titani, un aliatge basat en níquel -) és diverses vegades superior al d’una vareta comuna i està restringit per la tecnologia per utilitzar -la.
CLOBA D'AMPLICACIÓ A LA FORMA: El temps de producció d'una sola peça està relacionat exponencialment amb la complexitat de la peça i l'eficiència de producció a escala és superior a la de la fabricació subtractiva.
Avantatges de costos de la fabricació subtractiva:
Preu unitari baix: un cop realitzat el motlle, el cost de la peça és molt inferior quan la quantitat és més gran; És adequat per a la quantitat de sortida anual és superior a milers.
Utilització de material elevat: la utilització del material del mecanitzat CNC és superior al 90%i la ferralla es pot reciclar i reutilitzar.
Els factors que afecten la formació d’imperfeccions de capa són alts: la tecnologia de fabricació subtractiva ha experimentat dècades d’iteració i s’ha desenvolupat a nivell industrial en termes d’estabilitat i precisió dels equips.
Infusió de sinergia: la combinació de la fabricació additiva i la fabricació subtractiva està alterant les matemàtiques. Per exemple, la màquina híbrida "subtractiva" desenvolupada per Platinum Technology fabrica el cos en part per la impressió 3D i després la perfecciona per CNC, que redueix el cost de fabricació de les fulles aeroengines en tot - al voltant.
Adaptació del material: des del metall únic fins al material compost es trenca.
Innovació material en fabricació additiva:
Multi - Impressió de material: la ceràmica metàl·lica i el polyread metàl·lic es pot imprimir mitjançant diversos números de boquilla o tecnologia mixta de pols. Per exemple, una empresa ha desenvolupat un implant ortopèdic imprès 3D - que utilitza un compost de titani - ally i hidroxyapatite per a una millor eficiència de l’enllaç òssia.
Disseny de materials de gradient: mitjançant el control de la distribució de components en pols, es podria aconseguir un variable coaxial en les propietats del material. Per exemple, una boquilla del motor de coets creada per una empresa està formada per un aliatge especial basat en níquel que pot suportar la temperatura alta a la capa interior i de material d’aliatge d’alumini lleuger a la capa exterior, que per tant estan connectats perfectament aplicant la impressió 3D.
Limitacions materials de la fabricació subtractiva:
Classificació de dificultat de processament: fabricació de la duresa de la duresa i la plasticitat de la duresa. Per exemple, nous materials com aliatges d’entropia alta o compostos intermetàlics d’alumini de titani poden no ser processats en tècniques de processament convencionals a causa del seu baix rendiment de tall.
Dificultats en el processament de compostos: els compostos reforçats amb fibra de carboni (CFRP) solen deslaminar -se, formar burrs i generar altres problemes en el processament subtractiu i necessiten condicions de tall específiques.