3D drukāšana un apstrāde bieži tiek uzskatīta par "konkurentiem", taču tie var būt arī "partneri". 3D drukāšanas daļas bieži ir jāapstrādā, lai iegūtu augstākas pielaides un labāku virsmas apdari. Tikmēr detaļas, kas savulaik tika izfrēzētas no cieta metāla bloka, var tikt izdrukātas 3D režīmā ātrāk un sarežģītākās formās. Arvien vairāk hibrīda ražošanas iekārtu apvieno 3D drukāšanu un CNC iekārtas vienā paketē, lai labāk automatizētu un paātrinātu detaļu ražošanu. Tātad, kā viņiem klājas? Kāda ir hibrīda ražošanas nākotne?
Hibrīdu ražošanas iekārtu ražotāji norāda, ka hibrīdtehnoloģija novērš abu tehnoloģiju trūkumus, ļaujot ražotājiem ātrāk un ar zemākām izmaksām ražot precīzākas, kvalitatīvākas detaļas. Tas ir mazāk izšķērdīgs nekā apstrāde vienatnē, efektīvāka un precīzāka nekā tikai 3D drukāšana, bez nepieciešamības manuāli pārvietot daļas vai ieprogrammēt divas dažādas iekārtas.
△ Tiešās enerģijas uzklāšanas un CNC frēzēšanas kombinācija
Kas ir hibrīda CNC{0}}D printeris?
Hibrīda ražošana ir salīdzinoši jauna pieeja, kas apvieno aditīvās un atņemošās ražošanas metodes vienā mašīnā. Šīs iekārtas izmanto 3D drukāšanu, lai izgatavotu gandrīz neto formas metāla vai plastmasas detaļas. Pēc tam detaļu frēzē līdz vajadzīgajām pielaidēm ar citu iekārtu vai instrumenta galvu. Izmantojot hibrīdo ražošanu, ražotāji (un viņu klienti) var iegūt sarežģītās ģeometrijas, kas iegūtas ar piedevu ražošanu, un frēzēšanas virsmas kvalitāti. Papildus detaļu izgatavošanai no nulles šīs mašīnas ir ideāli piemērotas esošo detaļu pievienošanai jaunām funkcijām, detaļu remontam un detaļu pārklāšanai pirms pēcapstrādes darbībām.
Hibrīda ražošanas iekārtas atšķiras atkarībā no ražotāja, taču parasti tās iedala divās kategorijās: secīgā hibrīda ražošana un alternatīvā hibrīda ražošana
△CNC apstrāde pēc 3D drukāšanas gludai virsmas apdarei
● Secīgās hibrīda ražošanas iekārtas vispirms pabeidz pilnu AM procesu, kas ražo 3D drukātas gandrīz tīkla formas daļas, pirms tiek ievadītas atņemšanas process.
● Alternatīvas hibrīdražošanas mašīnas visā ražošanas procesā apmainās starp AM un frēzēšanas vienībām. Dažas alternatīvas hibrīdmašīnas var pat AM izdrukāt pārējo daļu, apstrādājot daļu.
Hibrīda ražošana ir dzīvotspējīgs risinājums, lai ražotu prototipus un funkcionālas galapatēriņa daļas papildus esošo komponentu remontam. Hibrīda ražošana ir īpaši pievilcīga mazākiem uzņēmumiem, kuriem nepieciešamas gan aditīvās ražošanas, gan apstrādes iespējas. Šīs iekārtas ļauj ražot divas (vai jauktas) daļas, neieguldot divās iekārtās. Tas var arī apmierināt dažu nozaru stingras prasības, piemēram, detaļu sarežģītību un produktivitāti automobiļu un kosmosa nozarē.
Plusi un mīnusi hibrīda ražošanas mašīnām
Hibrīda ražošanai ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar tīru AM vai atņemšanas metodēm:
●Viena no svarīgākajām priekšrocībām ir spēja palielināt produktivitāti. Tā kā gan AM, gan apstrādes procesi darbojas vienā mašīnā, nav jāmaina detaļas un jāpārkalibrē aprīkojums. Apstrādes šūnas var arī daļēji vai pilnībā aizstāt manuālo AM pēcapstrādi, kas arī paātrina ražošanu.
●Hibrīda ražošana var sasniegt augstāku precizitāti un stingrākas pielaides nekā vairums atsevišķu 3D printeru. Papildu ražošana var radīt sarežģītākas ģeometrijas un detaļu struktūras nekā mehāniskā apstrāde, piemēram, detaļu integrāciju, iekšējos kanālus un režģa pildījumu. Visas detaļas izgatavošana uz vienas iekārtas samazina arī apstrādes defektu vai kļūdu iespējamību.
●Hibrīda iekārtas ļauj izmantot vairākus materiālus vienā detaļā, tādējādi ievērojami uzlabojot mehānisko veiktspēju un ietaupot izmaksas. Vājākās detaļas var apšūt ar stiprākiem metāliem, pievienot augstas veiktspējas materiālus, lai uzlabotu detaļu kustību vai siltuma pārnesi, vai arī var ietaupīt materiālu izmaksas, izmantojot dārgus materiālus tikai tur, kur tie ir nepieciešami.
●Hibrīda ražošana var samazināt sākotnējos ieguldījumus un darbības izmaksas. Lētāk ir uzreiz iegādāties hibrīdiekārtu nekā CNC iekārtu un industriālo 3D printeri vienlaikus. Viena hibrīda iekārta patērē mazāk enerģijas un prasa mazāku platību nekā atsevišķas AM un CNC vienības.
△Daļas ar tādām funkcijām kā iekšējie dzesēšanas kanāli
Nesen veikts pētījums atklāja, ka hibrīda ražošana novērš atņemšanas metožu izšķērdēšanu, samazinot materiālu patēriņu līdz pat 97 procentiem. Ar DED/CNC iekārtām ir iespējams arī pievienot materiālu tikai izvēlētajām vietām. Šie lietotāji salabo bojātas detaļas un paātrina ražošanu, detaļām pievienojot metālu, piemēram, tām, kuras izmanto jūras un naftas un gāzes nozarēs. Tajā pašā laikā CNC bloks var apstrādāt smalkas iekšējās struktūras starp materiāla uzklāšanas darbiem.
Neskatoties uz milzīgajām priekšrocībām, hibrīda ražošana neatbilst visām ražošanas vajadzībām, un tai ir daži trūkumi:
●Lai gan šīs iekārtas var samazināt sākotnējo ieguldījumu, tās nav lētas un var pārsniegt neliela uzņēmuma budžetu.
●Hibrīdiekārtas darbināšana var būt sarežģīta, tāpēc operatoram ir nepieciešama izsmalcināta izpratne par 3D drukāšanu un CNC apstrādi, lai noteiktu labāko metodi konkrētās daļas ražošanai.