Môže následné{0}}spracovanie úplne nahradiť tradičné spracovanie?

一, Technická hranica: „horná hranica schopností“ a „medzera aplikácie“ post-procesného strojového spracovania
1. Rozdiely v tom, ako dobre sa dajú materiály použiť
„Subtraktívna výroba“, ktorá je flexibilnejšia, pokiaľ ide o kvalitu materiálu, umožňuje tradičné spracovanie. Napríklad na rezanie zliatin s vysokou-tvrdosťou, ako je kobalt a chróm molybdén, musíte použiť nástroje PCD alebo ultrazvukové-asistované obrábanie. Na druhej strane, ak chcete vyrobiť podobné materiály pomocou aditívnej výroby, musíte sa zbaviť defektov vnútorných pórov pomocou izostatického lisovania za tepla (HIP) a potom splniť požiadavky na presnosť povrchu pomocou päť{4}}osového CNC frézovania. Aj keď sa touto metódou dajú vyrobiť vysokovýkonné diely, vlastnosti práškovej metalurgie procesov aditívnej výroby obmedzujú materiály, ktoré možno použiť. Preto je ťažké priamo nahradiť spracovateľskú schopnosť tradičných metód kovania pre veľké kovové predvalky.
„Dvojitá výzva“ získať správnu veľkosť a kvalitu povrchu
Hlavným účelom následného{0}}spracovania je opraviť problémy, ktoré sú súčasťou aditívnej výroby. Napríklad tolerancia hrúbky profilu lopatiek 3D-vytlačených častí kotúčov turbín leteckých motorov musí byť stanovená od ± 0,3 mm do ± 0,05 mm rezaním drôtom a brúsením. Je tiež potrebné znížiť drsnosť povrchu z Ra8-15 μm na Ra0,8-1,6 μm. Pre optické komponenty, ktoré vyžadujú mikrometrovú{13}}presnosť, ako sú laserové reflektory, je tradičné ultra presné brúsenie stále najlepšou voľbou. Je to preto, že následné spracovanie závisí od viacerých procesov, ktoré spolupracujú, čo sťažuje odstránenie všetkých chýb, ktoré sa nahromadili.
3. „Paradox účinnosti“ spracovania komplikovaných štruktúr
Aditívna výroba má funkciu „voľnej výroby“, ktorá uľahčuje prácu s komplikovanými štruktúrami, ako sú nerovné povrchy a vnútorné prietokové kanály. Fáza po{1}}spracovaní však môže túto efektivitu znížiť. Napríklad CNC frézovanie je potrebné na odstránenie zvyškov podpory z 3D-vytlačených častí z hliníkovej zliatiny určitého typu držiaka satelitu. Tým sa zníži hmotnosť o 15 %, ale spracovanie trvá o 30 % dlhšie ako pri tradičných metódach odlievania a obrábania. Jednotkové náklady na tradičné postupy lisovania a tepelného spracovania sú stále nižšie ako pri kombináciách aditív a dodatočnej{9}}úpravy pre štandardizované diely vyrábané vo veľkých množstvách, ako sú ojnice pre automobily.
2, Štruktúra nákladov: „Ekonomický prah“ pre spracovanie pomocou stroja na následné spracovanie
1. Náklady na nákup a udržiavanie vybavenia
Cena post-zariadení na spracovanie, ako sú päť{1}}osové spojovacie CNC obrábacie stroje a laserové leštiace stroje, môže byť milióny juanov za jednu jednotku. Na dosiahnutie uzavretého{3}}cyklu ovládania tieto stroje potrebujú online detekčné systémy a inteligentné sieťové technológie. Napríklad výroba špeciálneho postprocesora pre nemecké päťosové obrábacie centrum Hammer C20U stojí státisíce juanov. Náklady na programovanie bežných fréz sú len 1/10 tejto sumy. Tiež náklady na výrobu aditívnych práškových materiálov (ako je prášok z titánovej zliatiny, ktorý stojí zhruba 2000 juanov/kg) sú podstatne vyššie ako náklady na tradičné tyčinkové materiály. Tým sú celkové náklady na následné{13}}spracovanie ešte vyššie.
2. Dĺžka procesného reťazca a skryté výdavky
Postprocesorové spracovanie si vyžaduje zlúčenie mnohých procesov, vrátane aditívnej výroby, tepelného spracovania a povrchovej úpravy, čo vedie k predĺženiu procesného reťazca a zvýšeným skrytým výdavkom. Napríklad na výrobu femorálneho kondylu zo zliatiny kobaltu a molybdénu pre lekársky implantát je potrebné elektrolytické leštenie, aby sa zbavilo priľnavosti prášku, a potom je potrebné mikrofrézovanie na fixáciu koreňa závitu. Spracovanie jedného kusu trvá viac ako 8 hodín, hoci štandardné kovanie a CNC sústruženie trvá len 2 hodiny. Aj keď následné{5}}spracovanie dokáže veci viac individualizovať, stále je ťažké vyrovnať sa s výhodou „jednorazového{6}} formovania“ tradičných metód pri výrobe mnohých vecí.
3. Závislosť od zručností a ceny práce
Operátori musia byť skúsenejší na vykonávanie post{0}}procesorového spracovania. Napríklad potrebujete vedieť, ako konvertovať medzi súradnicovým systémom obrobku a súradnicovým systémom stroja v päť{2}}osovom CNC programovaní. Na druhej strane, tréningový čas pre tradičné sústružnícke a frézovacie zručnosti je veľmi rýchly. Tiež oprava defektov pri aditívnej výrobe (ako je vypĺňanie pórov) si vyžaduje kombináciu vŕtania, zvárania a obrábania, vďaka čomu sú zručnosti potrebné pre spracovateľov oveľa vyššie a náklady na prácu sú vyššie.
3, Priemyselná ekológia: Jedinečnosť a kooperatívny rozvoj konvenčného spracovania
1. Funkcia „balastných kameňov“ v základných priemyselných odvetviach
Základné priemyselné odvetvia ako automobily a elektrina stále najviac využívajú tradičné spracovanie. Napríklad metóda odlievania a obrábania blokov valcov automobilových motorov ich môže ročne vyprodukovať milióny. Na druhej strane aditívna výroba sa ťažko dostáva do hlavného dodávateľského reťazca, pretože nie je veľmi efektívna. Taktiež regulácia toku kovových vedení pri klasickom kovaní môže výrazne zvýšiť únavovú pevnosť dielov. To je stále potrebné na vytvorenie primárnych nosných-konštrukčných komponentov lietadiel.
2. Uvedenie „medzera na trhu“ pre následné-spracovanie na správne miesto
Hlavnou výhodou následného{0}}spracovania je, že spĺňa potreby „vysokej zložitosti, nízkej veľkosti dávky a vysokej presnosti“. Napríklad v letectve je potrebné použiť elektrochemické leštenie (ECP) na odstránenie vnútorného prietokového kanála 3D tlačených palivových trysiek. Toto sa robí na zníženie otrepov a prietokového odporu, čo je ťažké pri tradičnom obrábaní pre takéto mikrokanálové architektúry. V medicíne sa mikrofrézovanie používa na zmenu závitových koreňov implantátov na mieru tak, aby sa zmestili do kostného tkaniva pacienta. To je niečo, čo štandardné metódy nedokážu.
3. Vzorec "spoločnej evolúcie" v tom, ako je technológia integrovaná
Kompozitný proces „aditívny + odčítací“ bude v budúcnosti hlavným ohniskom rivality vo výrobnom priemysle. Softvér Siemens NX napríklad umožnil, aby cesty aditívnej výroby a päť{2}}osové CNC obrábanie spolupracovali a navzájom sa optimalizovali. Robí to pomocou technológie digitálneho dvojčaťa na predpovedanie deformácií a automatickým vytváraním kompenzačných programov na udržanie presnosti obrábania pod ± 0,01 mm. Kombinácia systémov tepelného spracovania s digitálnymi platformami, ako je napríklad zjednodušený systém cloudového nulového kódu, môže tiež vytvoriť slučky riadenia výroby, vďaka čomu je rozdiel v nákladoch medzi post-spracovaním a tradičnými metódami ešte menší.