Vain 20 metalliosaa valmistaa? Kuinka selvittää, voittaako 3D-tulostus CNC:n

Tarvitset vain 20 metalliosaa. CNC-hinta on odotettua korkeampi, koska ohjelmointi, kalusteet ja ensimmäinen-artikkeliaika on vielä maksettava kokonaisuudessaan. Myös toimitusaika venyy. Tällä volyymilla monet ostajat alkavat kysyä, maksaisiko Metal 3D Printed Components itse asiassa vähemmän ja saapuvatko ne nopeammin.

Vastaus ei ole automaattinen. Kourallinen käytännön kysymyksiä geometriasta, ajoituksesta, suunnittelun vakaudesta, toleranssista ja materiaalista ratkaisee yleensä, kumpi prosessi voittaa. Tässä on, kuinka voit työskennellä niiden läpi.

Miksi 20 osaa on "hankala" määrä

Kaksikymmentä kappaletta istuu hankalalla keskivyöhykkeellä. Se on liian pieni CNC:lle hajauttaakseen asennuskustannukset mukavasti, mutta silti riittävän suuri, jotta ihmiset eivät vieläkään vaihtaisi prosesseja.

CNC-työssä ohjelmointi, kiinnityssuunnittelu ja virheenkorjaus hallitsevat usein hintaa. Kun nämä kiinteät kustannukset on katettu, jokaisesta lisäosasta tulee suhteellisen halpa. Vain 20 kappaletta kiinteät kustannukset osuivat kovasti. Metalli 3D-tulostus toimii päinvastoin: lähes ilman työkaluja, mutta korkeammat kustannukset osaa kohden johtuvat koneajasta, jauheesta ja{5}}jälkikäsittelystä.

Käytännössä kahden reitin välinen{0}}tasoituspiste on usein 10–50 osaa. Monimutkaisuus siirtää tätä numeroa. Kun osassa on sisäisiä kanavia, ristikoita tai orgaanisia muotoja, jotka pakottavat moni-akselin työskentelyyn tai halkaisu-ja-hitsausoperaatioihin CNC:llä, ristikko voi pudota alaikäisille. Yksinkertaiset prismaattiset osat, jotka koneistetaan helposti tankovarastosta, voivat silti suosia CNC:tä jopa yli 30–40 kappaleen jälkeen.

Asennuskustannukset vs. -osahinta

CNC:llä on korkeat asetukset ja alhaiset rajakustannukset

Metallisessa 3D-tulostuksessa (SLM) on alhainen asennus ja korkeammat rajakustannukset

20 kappaleen kohdalla CNC-asennussakko on edelleen merkittävä, minkä vuoksi pienten erätilausten metallista 3D-tulostusta kannattaa tarkistaa monimutkaisissa töissä.

Kuinka metallin 3D-tulostus (SLM) toimii, englanniksi

Selektiivinen lasersulatus rakentaa osan levittämällä ohuen kerroksen metallijauhetta ja sulattamalla tarvittavat alueet laserilla. Jakso toistuu, kunnes osa on kiinteä. Se on pohjimmiltaan kokonaisen esineen hitsaamista jauheesta ohut viipale kerrallaan.

Kolme tärkeintä asiaa ostajalle:

Mitään kiinnittimiä tai pehmeitä leukoja ei tarvita.

Monimutkaisuus, kuten sisäiset kanavat tai ristikot, ei nosta hintaa samalla tavalla kuin koneistuksessa.

Käyttämätön jauhe voidaan seuloa ja käyttää uudelleen valvotuissa olosuhteissa, jolloin materiaalijätteet pysyvät vähäisinä.

Siitä syystäSLM 3D-tulostuksen prototyypiton usein nopein tapa testata monimutkaista suunnittelua ennen kuin sitoutuu mihinkään työkaluun.

Mitä materiaaleja voidaan tulostaa?

Teollisuusjärjestelmien yleisiä vaihtoehtoja ovat 316L ja 17-4PH ruostumaton teräs, AlSi10Mg-alumiini, Ti6Al4V-titaani ja useat Inconel-laadut. Ammattimaiset toimittajat tarjoavat rutiininomaisesti materiaalisertifikaatteja ja jauheerien jäljitettävyyden.

5 kysymystä 3D-tulostuksen ja CNC:n välillä

Käy läpi nämä viisi kohtaa. Vastaukset osoittavat yleensä selvästi suuntaan tai toiseen 20 kappaleen tilaukselle.

Onko muoto monimutkainen?
Sisäiset jäähdytyskanavat, ristikkorakenteet tai huomattava painonpudotus tekevät 3D-tulostamisesta yleensä halvemman-reitin. Yksinkertaiset lohkot tai osat, jotka voidaan leikata vakiotankovarastosta, pysyvät melkein aina halvempana CNC:llä.
Jos geometria pakottaa moni-akselin koneistukseen tai halkaisu-ja-hitsaukseen, lisäaine pyrkii voittamaan pienelläkin äänenvoimakkuudella.

Kuinka nopeasti tarvitset osat?
Osaava SLM-liike pystyy usein kääntämään 20 osaa 7–14 päivässä sisältäen lämpökäsittelyn ja perusviimeistelyn. CNC saattaa silti tarvita kiinnityssuunnittelua ja koneen ajoitusta, jotka jatkavat samaa työtä pidempään.
Kun kalenteri on tiukka ja muoto ei ole yksinkertainen, tulostus onnistuu usein ensin.

Muuttuuko suunnittelu ensimmäisen erän jälkeen?
Jos muutokset ovat todennäköisiä, lisäaine pitää oven auki. Ei ole romutettavaa kiinnitystä eikä pitkää CNC-ohjelmaa uudelleenkirjoitettavaksi. CNC lukitsee nykyisen mallin tiukemmin.
Kehittyvät mallit suosivat melkein aina tulostamista tällä määrällä.

Mitä toleranssia ja pintakäsittelyä tarvitset?
Rakennetut SLM-pinnat ovat tyypillisesti alueella Ra 10–25 µm ja vaativat usein toissijaista työstöä tai kiillotusta kriittisillä pinnoilla. CNC pystyy pitämään tiukemmat toleranssit ja paremman viimeistelyn suoraan koneesta.
Kun monet ominaisuudet vaativat ±0,05 mm tai parempaa tai hienon pinnan ilman lisätyötä, CNC (tai hybriditulostus-plus-konemenetelmä) on yleensä turvallisempi. Toiminnalliset toleranssit, jotka hyväksyvät jonkin verran jälkikäsittelyä,{4}} tekevät puhtaasta lisäaineesta käyttökelpoisen.

Mitä materiaalia käytät?
Yleisimmät tekniset metalliseokset ovat saatavilla molemmissa prosesseissa. Vaikeasti-koneistettava-tai kalliit seokset suosivat joskus lisäaineita, koska niissä ei ole leikkaustyökalujen-kulumista. Helposti-työstettävä-alumiini tai vapaa-leikkausteräs pysyy usein halvempana CNC:llä jopa 20 kappaleena.

Nopea vertailu vähäiseen{0}}työmäärään

Tämä vierekkäinen--näkymä kuvaa 3D-tulostuksen ja CNC-tulostuksen käytännön erot pienissä määrin tuotannossa.

Todellinen tapaus: Mitä opimme 20-osaisesta ruostumatonta terästä valmistavasta projektista

Eurooppalainen laitevalmistaja tarvitsi 20 ruostumattomasta -teräksestä valmistettua kannaketta, joissa oli sisäisiä nestekanavia. Alkuperäinen CNC-hinta oli korkea. Näiden kanavien luominen olisi vaatinut joko moni-akselin työstöä kiinteästä tai kappaleen halkaisemisesta, kanavien työstämisestä, sitten hitsauksesta tai juottamisesta takaisin yhteen-sekä kallista että aikaa{6}}vievää. Toimitusajaksi ilmoitettiin lähes neljä viikkoa.

He lähettivät samat tiedostot aMetalliset 3D-painetut komponentitarvostelu. Geometria sopi hyvin SLM:lle: kanavat pystyttiin rakentamaan siististi ja vain muutama tiivistyspinta tarvitsi kevyen koneistuksen jälkeenpäin. Osat painettiin 316 litrassa, jännitys-poistettiin ja tiivistyspinnat viimeisteltiin. Kokonaiskäsittely oli 11 päivää. Yksikkökustannukset jäivät noin 30 % CNC-luvun alapuolelle. Kriittiset mitat pidetään ±0,12 mm:n sisällä.

Kaksi muuta pientä erää seurasi vain pieniä suunnittelumuutoksia-jotain, joka olisi merkinnyt uusia kalusteita tai merkittäviä uudelleenohjelmointia CNC-reitillä. Sisäiset kanavat olivat ratkaiseva tekijä; Kun nämä ominaisuudet nostivat koneistuskustannuksia ja monimutkaisuutta, 20 kappaleen lisäainetilauksesta tuli sekä nopeampi että halvempi.

Kun CNC on edelleen parempi valinta

3D-tulostus ei ole automaattinen voittaja alhaisella äänenvoimakkuudella.

CNC on edelleen vahvempi vaihtoehto, kun:

Osa on prismaattinen tai se voidaan valmistaa tavallisesta tangosta tai levystä suorilla työkaluradoilla.

Tarvitset yli ±0,05 mm toleransseja monissa ominaisuuksissa tai hienon pintakäsittelyn ilman toissijaisia ​​toimenpiteitä.

Suunnittelu on täysin jäässä ja voit tilata saman osan myöhemmin suurempia määriä.

Materiaalit koneistetaan helposti ja edullisesti.

Tällaisissa tilanteissa lisäaineen korkeampaa-osahintaa on vaikea perustella, jopa 20 kappaletta. Luotettava toimittaja sanoo niin mieluummin kuin painostaa tulostamista jokaiselle tiedustelulle.

Kuinka valita luotettava metalli-3D-tulostusvalmistaja

Jos yllä olevat kysymykset viittaavat lisäaineeseen, seuraava suodatin on toimittaja itse. Hyödyllisiä tarkastuksia ovat:

Vahvistus, että he omistavat teollisia SLM-koneita (brändi, rakennusmäärä, lasermäärä) sen sijaan, että ulkoistavat kaiken.

Materiaalitodistukset ja jauhe{0}}erien jäljitettävyys.

Selkeä jälki-käsittelykyky-lämpökäsittely, tuen poisto, CNC-viimeistely ja tarkastus.

Esimerkki mittaraportista vastaavasta työstä.

Responsiivista, teknisesti selkeää viestintää pienessä kokeilussa.

Nämä pisteet auttavat erottamaan oikean metallisen 3D-tulostusvalmistajan tai SLM:n 3D-tulostustehtaan kauppayhtiöstä. Johdonmukaiset prosessitiedot ja halukkuus jakaa tarkastustietoja lisäävät luottamusta.

FAQ

Onko 3D-tulostus halvempaa kuin CNC 20 osalla?
Se riippuu geometriasta. Osat, joissa on sisäisiä ominaisuuksia tai monimutkaisia ​​muotoja, ovat usein halvempia ja nopeampia lisäaineella. Yksinkertaiset osat, jotka koneistetaan helposti, pysyvät yleensä halvempana CNC:llä.

Mikä on metallisten 3D-tulostettujen komponenttien vähimmäistilaus?
Useimmat teollisuustoimittajat hyväksyvät yksittäiskappaleet. Kaksikymmentä osaa on mukava tuotantomäärä SLM:lle, ja se pakataan usein tehokkaammin koneeseen kuin yksittäinen prototyyppi.

Kuinka kauan kestää 20 osan valmistaminen?
Tyypillinen käänneSLM 3D-tulostuksen prototyypitPienet erät ovat 7–14 päivää sisältäen lämpökäsittelyn ja perusviimeistelyn edellyttäen, että kapasiteettia on käytettävissä ja malli on painatus-valmis.

Ovatko 3D-painetut metalliosat yhtä vahvoja kuin CNC-osat?
Oikealla metalliseoksella, prosessiparametreilla ja lämpökäsittelyllä mekaaniset ominaisuudet ovat verrattavissa muokattuun tai koneistettuun materiaaliin monissa sovelluksissa. Kriittiset väsymis- tai paineosat saattavat silti vaatia lisätestausta tai kuumaisostaattista puristusta.

Voitko tehdä ensin prototyypin ja sitten laajentaa sitä?
Kyllä. Monet ostajat tulostavat yhden tai kaksi prototyyppiä, tarkentavat suunnittelua ja suorittavat sitten 20 kappaleen erän samalla prosessilla. Tämä tie on paljon joustavampi kuin sitoutuminen CNC-valaisimiin varhaisessa vaiheessa.

Jos katsot 20 kappaleen metallitilausta ja geometria, aikajana tai suunnittelun vakaus tekee valinnasta epäselvän, lähetä piirustukset ja perusvaatimukset. Lyhyt katsaus muotoon, materiaaliin, toleranssiin ja aikatauluun näyttää, onko metalli 3D Printed Components vai perinteinen CNC käytännöllisempi reitti sinun tapauksellesi.