1, "naarmuista" nostossa teknisissä periaatteissa lisäaineiden valmistuksen ja vähentävän valmistuksen välinen ero on "naarmuista loppiosaan".
Keskeinen metallilisäaineiden valmistustekniikka on "kerros kerroskerroksella", jossa metallijauheet tai johdot sulaavat ja kerrostetaan kerroksen kerrosten mukaan energialähteiden, kuten laserien tai elektronisäteiden, kautta, mikä johtaa kiinteiden komponenttien suoran tuotantoon digitaalisista malleista. Sen tyypillinen prosessi sisältää:
Selektiivinen laserisulatus (SLM): Lisäaineiden valmistusprosessi, joka käyttää korkeaa - energialaseria selektiivisesti metallijauhekerroksen sulattamiseen kerroksen mukaan, jota käytetään usein monimutkaisten rakenteellisten komponenttien, kuten lentokoneiden polttokammioiden tai ydinreaktoripaineastiajen ja lämmönvaihtimien tuottamiseen.
Elektronisäteen sulaminen (EBM) tyhjiö sulatettu prosessi käyttämällä elektronisädettä, korkeaa laskeutumisnopeutta ja alhaiset jäännösjännitysominaisuudet titaaniseoksen ilmailun osien valmistukseen.
ARC -lisäaineiden valmistus (WAAM): Metallin kertyminen sulattamalla metallijohdot ja lisäämällä kerroksen kerroksella robottivarsilla sähkökaarilla lämmönlähteenä. Se on täydellinen suurten rakenteen esineiden, kuten laivan potkurien ja tuuliturbiinien tornien, nopeaan luomiseen.
Subtraktiivisessa valmistusympäristössä suoritetaan 'kerros kerros poistoa', jossa tyypillisesti kääntäminen, jauhaminen, poraus- ja hiontatyökaluja käytetään materiaalin poistamiseen lähteestä (varastossa) ja siten saada lopullinen geometria. Sen teknisiin oksiin kuuluu:
Work_HealthCNC -koneistus: Tietokone - Ohjattu työkalupolku voi toteuttaa korkean - Tarkkuuskompleksin koneistus, ja sitä käytetään laajasti autojen sylinterilohkoissa ja lentokoneiden rakenteellisissa osissa.
Sähköpäästöryhmä (EDM): Käyttämällä sähköpäästöä metallimateriaalien etsaamiseen, levitä vaikeiden käsittelymateriaalien tarkkuuskäsittelyyn, mukaan lukien kova seos, muottiteräs.
Laserleikkaus / vesijohto Leikkaus: Tämä tekniikka leikkaa korkeat - energiasäteet tai korkeat - Materiaalien paineveden virtaus 2D -tasomaisten osien nopeaan tuotantoon.
Olennainen ero: Lisäainevalmistus pääsee eroon perinteisen valmistuksen muotin ja kiinnitysriippuvuuden yhdistelmästä, johon mahtuu "ilmainen muotoilu"; Vaikka vähentävä valmistus on tarkkuutta parempi, pinnan laatu ja erityisen sopiva erälle - normatiiviseen tuotantoon.
2, sovellusskenaariot: Ero räätälöinnin ja skaalautuvuuden välillä
Metallilisäaineiden valmistuksen edut:
Pieni - erä räätälöity valmistus: Lisäaine voi nopeasti täyttää henkilökohtaiset vaatimukset - jotain, jolla on sovelluksia aloilla, kuten ilmailu- ja lääketieteelliset implantit. Esimerkiksi kotimaisten suurten lentokoneiden titaaniseoksen rakennekomponenteilla, jotka ovat kehittäneet Bolite, on 3D -painettu perinteisen tekniikan sijasta toimitussyklin ja kustannusten vähentämiseksi, ja ne ovat hyödyllisiä myös kevyelle ja polttoainetaloudelle.
Monimutkaisten rakenteellisten osien valmistus: AM voi tuottaa geometriaa topologiasta optimoiduista rakenteista, jotka ovat mahdotonta perinteisen valmistuksen avulla. Esimerkiksi EBM Technology GE -ilmailun avulla voisi suunnitella ja tuottaa tiialit, jotka painaavat vain puolet tyypillisestä nikkeliseoksesta valmistetusta, mikä johtaa moottorin polttoaineen kulutuksen säästöön.
Kevyt ja korkea - Integrointi: Integroitu muotoilu vähentää osien määrää, ja osan luotettavuutta lisätään lisäaineiden valmistustekniikan (AM) -tekniikan olosuhteissa. Esimerkiksi siellä on yritys, joka kehittää 3D - painettu lonkka - nivelimplantti, joka perustuu gradienttimateriaalisuunnitteluun, antaa sen absorboida asteittain kehossa ilman toissijaisen toiminnan esiintymistä.
Sovellettavat skenaariot vähentävään valmistukseen:
Massan standardituotanto: Joillakin alueilla, kuten auto- ja kodin laite, vähentävä valmistus voi saavuttaa suuren - määrän tuotannon homeen ja automaattisen linjan avulla. Esimerkiksi Tesla -mallin moottorikotelo on CNC -koneistettu, yhden osan kustannusten ollessa suhteellisen alhainen ja pinnan karheus suhteellisen alhainen.
Suuri tarkkuuskoneiden vaatimus: On kenttiä, joita ei voida korvata poistotehokkuudella, kuten optisten laitteiden ja puolijohdekomponenttien alalla. Esimerkiksi Zeiss -optiset linssit tuottavat pintatarkkuutta nanometrialueella käyttämällä erittäin tarkkuutta hioma -tekniikkaa.
Suuri rakennekokoonpanovalmistus: Muutaman metrin pidempiä komponentteja vähentävä valmistus on kustannuksia ja tehokkuutta edullisempia. Esimerkiksi tällaiset laivan potkurien terät voivat olla valtameren tekniikan mukaisia erittäin suuria koon ja intensiteetin vaatimuksia CNC -jyrsinnän avulla.
3, kustannustehokkuus: taistelu lyhytaikaisen sijoituksen ja pitkäaikaisen arvon välillä
Lisäaineen valmistuksen kustannukset7:
Hinta: Teollisuuden metalli 3D -tulostimet ovat kalliita, ja ne on suoritettava pylvään - prosessointilaitteiden, kuten kuumien isostaattisten puristusuunien ja CNC -työstötyökalujen, rinnalla.
Materiaalien korkeat kustannukset: Metallijauheen (kuten titaaniseoksen, nikkelin - pohjaisen seos) hinta on useita kertoja korkeampi kuin yhteisen sauvan hinta, ja tekniikka rajoittaa sitä käytettäväksi.
Asteikon pullonkaula: Yhden työkappaleen tuotantoaika liittyy eksponentiaalisesti työkappaleen monimutkaisuuteen, ja mittakaavan tuotannon tehokkuus on korkeampi kuin vähentävän valmistuksen.
Vähentävän valmistuksen kustannusetuja:
Alhainen yksikköhinta: Kun muotti on valmistettu, kappaleelta kohden on paljon pienempi, kun määrä on suurempi; Se sopii vuotuiseen tuotantomäärään yli tuhannen.
Suuri materiaalin käyttö: CNC -koneistuksen materiaalin käyttö on yli 90%ja romu voidaan kierrättää ja käyttää uudelleen.
Kerroksen epätäydellisyyden muodostumiseen vaikuttavat tekijät ovat korkeat: vähentävä valmistustekniikka on kokenut vuosikymmeniä iteraatiota, ja se on kehittynyt teollisuusasteeseen laitteiden vakauden ja tarkkuuden suhteen.
Synergian infuusio: Lisäaineiden valmistuksen ja vähentävän valmistuksen yhdistelmä muuttaa matematiikkaa. Esimerkiksi Platinum -tekniikan kehittämä "additiivinen subtraktiivinen" hybridi kone valmistaa kehon osittain 3D -tulostuksella ja tarkentaa sitä sitten CNC: llä, joka vähentää AeroEngine -terien valmistuskustannuksia kaikissa - tavan.
Materiaalin sopeutumiskyky: Yksi metallista komposiittimateriaaliin murtuu läpi.
Aineelliset innovaatiot lisäaineen valmistuksessa:
Multi - Materiaalitulostus: Metalli keraaminen ja metalli polyread voidaan tulostaa käyttämällä erilaisia suuttimen numeroita tai sekoitettuja jauhetekniikkaa. Esimerkiksi yksi yritys on kehittänyt 3D - painetun ortopedisen implantin, joka käyttää titaania - yhdistelmää ja hydroksyapatiittia luusidon parantamiseksi.
Gradienttimateriaalisuunnittelu: Hallitsemalla jauhekomponenttien jakautumista voidaan saavuttaa materiaalin ominaisuuksien koaksiaalisesti vaihtelevat. Esimerkiksi yhden yrityksen luoman rakettimoottorin suuttimen on valmistettu erityisestä nikkelipohjaisesta seoksesta, joka kestää korkeaa lämpötilaa sisäkerroksessa ja ulkorakennuksen kevyestä alumiiniseosmateriaalista, jotka kaikki on kytketty saumattomasti 3D -tulostuksen levittämiseen.
Subtraktiivisen valmistuksen materiaalirajoitukset:
Käsittelyvaikeusaste luokittelu: Läheisen materiaalin kovuuden ja plastisuusvaatimusten vähentävä valmistus. Esim. Uudet materiaalit, kuten korkeat entropiaseokset tai titaanialumiini -metallien väliset yhdisteet, ei ehkä prosessoida tavanomaisissa prosessointitekniikoissa niiden alhaisen leikkaustehokkuuden vuoksi.
Komposiittien prosessoinnin vaikeudet: Hiilikuituvahvistetut komposiitit (CFRP) pyrkivät delaminoimaan, muodostavat Burrit ja aiheuttavat muita ongelmia vähentävässä prosessoinnissa ja ne tarvitsevat erityiset leikkausolosuhteet.