Обработка с ЧПУ против 3D-печати SLS

В современной обрабатывающей промышленности высоко ценятся обработка с ЧПУ и 3D-печать методом SLS. Они стали ключевыми инструментами для изготовления деталей. Обработка с ЧПУ известна своей точностью и универсальностью. Она позволяет обрабатывать материалы с высочайшей точностью, реализуя сложные конструкции. Этот субтрактивный метод производства стал незаменимым для производства высококачественных металлических и пластиковых деталей в самых разных отраслях.

3D-печать методом SLS (селективного лазерного спекания) – это форма аддитивное производство. Он создаёт объекты слой за слоем. Это позволяет создавать детали сложной формы. Их сложно или невозможно изготовить традиционными методами. Обработка с ЧПУ отлично подходит для массового производства. Она отличается прочностью и точностью. Однако SLS 3D-печать не имеет себе равных в создании прототипов и индивидуализации деталей. Она обеспечивает высокую гибкость и эффективность. Вместе эти две технологии предлагают полный спектр возможностей для обработки деталей. Yonglihao Machinery покажет вам различия между этими двумя процессами.

Что такое обработка на станках с ЧПУ?

Обработка на станках с ЧПУ, также известная как обработка с числовым программным управлением, представляет собой субтрактивный производственный процесс. Он позволяет создавать прецизионные детали путём удаления материала с заготовок режущими инструментами, управляемыми компьютером с высокой точностью. Обработка на станках с ЧПУ пользуется доверием благодаря своей надёжности и точности. Она позволяет изготавливать точные детали с жёсткими допусками. Поэтому обработка на станках с ЧПУ подходит как для изготовления прототипов, так и для серийного производства.

Как работает обработка на станках с ЧПУ

Обработка на станках с ЧПУ состоит из нескольких важных этапов, начиная с проектирования и заканчивая изготовлением готовой детали. Сначала инженеры используют инструменты CAD (системы автоматизированного проектирования) для создания 2D- или 3D-модели необходимой детали. Затем с помощью программного обеспечения CAM (системы автоматизированного производства) CAD-файл преобразуется в инструкции, известные как машинные инструкции G-кода.

После завершения подготовки G-код отправляется на станок с ЧПУ. Станок с ЧПУ использует различные режущие инструменты для резки заготовки. Станок с ЧПУ работает по нескольким осям, обычно по трём, четырём или пяти. Это позволяет ему точно создавать сложные формы. Шаговые двигатели или серводвигатели управляют каждой осью, обеспечивая точность перемещения и точную резку.

Распространенные станки с ЧПУ и их функции

В обработке на станках с ЧПУ используются различные типы инструментов. Каждый тип предназначен для определённой задачи и цели. Вот некоторые из наиболее распространённых:

• Фрезерный станок с ЧПУ: это станок, который использует вращающийся инструмент для резки материалов. Фрезерные станки с ЧПУ идеально подходят для изготовления мелких деталей сложной формы и часто используются в отраслях, требующих высокой точности.
• Токарный станок с ЧПУ: Токарные станки создают детали путём вращения материала и использования режущих инструментов. Токарные станки с ЧПУ идеально подходят для изготовления цилиндрических деталей. Именно поэтому они так популярны в автомобильной и аэрокосмической промышленности.
• Сверлильные станки с ЧПУ: Станки с ЧПУ предназначены для сверления отверстий точного диаметра. Они часто используются совместно с другими станками с ЧПУ для изготовления деталей, требующих точного расположения отверстий.
• Шлифовальные станки с ЧПУ: Шлифовальные станки с ЧПУ используют шлифовальные круги для шлифования металлических деталей. Они важны для производства поверхностей, требующих очистки, например, медицинских инструментов или автомобильных деталей.
• Машины плазменной и лазерной резки: Плазменные резаки используют ионизированный газ для резки металла. Лазерные резаки, в свою очередь, используют направленный луч света для высокоточной резки. Эти инструменты обычно используются для обработки листового металла и позволяют создавать точные конструкции, экономя при этом материал.

Помимо этих типов, станки с ЧПУ имеют различные возможности управления осями. Это существенно влияет на сложность изготавливаемых деталей. Стандартные конфигурации включают:

• 3-осевые станки: Эти станки могут перемещаться по осям X, Y и Z. Они подходят для изготовления простых деталей.
• 4-осевые станки: эти машины имеют дополнительную вращающуюся часть, обычно вдоль оси X, и могут создавать более сложные формы.
• 5-осевые станки: Эти станки могут двигаться по всем пяти осям, что позволяет обрабатывать сложные детали с высокой точностью и гибкостью.

Что такое 3D-печать?

3D-печать также известна как аддитивное производство. Это метод создания изделий путём нанесения цифровых изображений слой за слоем. Эта технология позволяет создавать сложные формы, которые сложно воспроизвести стандартными методами производства.

3D-печать появилась в Массачусетском технологическом институте в конце 1980-х годов. Сегодня она проникла во многие области, изменив способ создания прототипов. Кроме того, 3D-печать быстро способствует разработке индивидуальных проектов в таких областях, как здравоохранение, автомобилестроение и электроника.

В отличие от обработки на станках с ЧПУ, где для создания детали удаляется материал, 3D-печать сокращает количество отходов, используя только необходимый материал. Эта возможность и способность создавать сложные формы делают 3D-печать важным инструментом для создания прототипов и производства небольших партий уникальных деталей без дополнительных затрат.

Как работает 3D-печать

Процесс 3D-печати начинается с создания 3D-модели, обычно с помощью системы автоматизированного проектирования (САПР). В качестве альтернативы можно использовать 3D-сканер, который преобразует физический объект в цифровую модель. После создания модели она проверяется на наличие ошибок, таких как зазоры или наложение поверхностей. Это необходимо, чтобы они могли повлиять на качество конечного отпечатка.

Затем модель обрабатывается программой нарезки. Программа нарезки делит модель на тонкие двумерные слои, которые создаются в виде файла G-кода. Этот файл служит руководством для 3D-принтера, помогая ему добавлять материал по одному слою за раз. Кроме того, способ добавления материала в 3D-печати зависит от типа используемой технологии, например, FDM (моделирование методом послойного наплавления), SLA (стереолитография) или SLS (селективное лазерное спекание).

Какие существуют типы технологий 3D-печати?

Существуют различные типы технологий 3D-печати. Каждый тип имеет свои методы, материалы и области применения:

• экструзия материала: Этот метод использует нагретый пластик, выдавливаемый через сопло для создания слоёв. Он часто применяется для быстрого создания прототипов и рабочих деталей, например, в бытовой электронике и автомобилестроении.
• Ванной полимеризации: В этом процессе используется жидкая смола, затвердевающая под воздействием света. Полимеризация в ванне обеспечивает отличную детализацию и широко применяется для стоматологических и медицинских моделей, а также ювелирных изделий.
• Плавка в порошковом слое: Этот метод использует лазер или электронный луч для послойного соединения порошковых материалов. Эта технология 3D-печати идеально подходит для обработки металлов и высокопрочных материалов. Поэтому она идеально подходит для использования в авиационной, автомобильной и медицинской промышленности.
• Струйная подача связующего вещества: Сначала этот метод предполагает нанесение жидкого связующего на слой порошка. Затем слой порошка затвердевает, образуя готовую деталь. Струйное нанесение связующего может применяться для металлов, керамики и глины. Этот метод часто применяется для изготовления металлических деталей, которые затем подвергаются дополнительной обработке для придания им прочности.
• Струйная обработка материалов: Этот метод предполагает распыление мельчайших капель материала, подобно струйной печати. Эти капли затвердевают при нанесении. Этот метод известен созданием гладких и высококачественных поверхностей и широко используется в экспериментальном и медицинском моделировании.
• Прямое депонирование энергии (DED): В этом процессе направленная энергия, например, лазера или электронного луча, расплавляет материал по мере его осаждения. Технология DED используется в таких областях, как оборона и аэрокосмическая промышленность, для фиксации объектов на месте и производства крупных металлических деталей.
• Ламинирование листов: При этом методе несколько слоёв материала объединяются и разрезаются на трёхмерные формы. Его часто используют для изготовления недорогих металлических или бумажных деталей, особенно когда тонкость не важна.

Ключевые различия между обработкой на станках с ЧПУ и SLS 3D-печатью

Обработка с ЧПУ и SLS 3D-печать в некоторой степени дополняют друг друга. Каждый из них обладает уникальными преимуществами, обусловленными требуемой точностью, используемым материалом и сложностью.

Основное различие между ЧПУ-обработкой и SLS 3D-печатью заключается в методе создания деталей. ЧПУ-обработка — это субтрактивный процесс, который начинается с аккуратной резки заготовки для получения готового изделия. Этот метод известен своей точностью. Он позволяет изготавливать детали из множества материалов, таких как металлы, пластики и композиты. Он превосходен в производстве прочных, высококачественных деталей с жесткими допусками. В отличие от этого, SLS 3D-печать — это аддитивный процесс, в котором для создания деталей слой за слоем используются порошковые материалы. Эта технология обладает значительными преимуществами. Она позволяет создавать сложные формы, которые сложно или невозможно изготовить методом субтракции. Кроме того, она не требует опорных конструкций, что обеспечивает большую свободу проектирования.

Что касается материалов, Обработка на станках с ЧПУ и 3D-печать SLS позволяют работать с широким спектром материалов.Обработка на станках с ЧПУ в основном применяется к таким металлам, как алюминий, латунь и нержавеющая сталь, а также к пластикам, таким как АБС и поликарбонат. SLS 3D-печать, помимо обработки широкого спектра пластиков, также может обрабатывать специальные материалы, такие как нейлон, термопластичные полиуретаны и металлические суперсплавы.

Обработка на станках с ЧПУ более точна и позволяет получать более гладкие детали. Они имеют более плотную поверхность. допускис точностью ±0,005 мм. Субтрактивный характер обработки на станках с ЧПУ обеспечивает очень высокое качество поверхности, что делает её идеальной для применений, где критична гладкость. Детали, изготовленные методом SLS 3D-печати, могут иметь слегка зернистую поверхность. Это связано с послойным процессом изготовления. Типичная точность составляет около ±0,1 мм. Однако методы постобработки могут значительно улучшить качество поверхности деталей, изготовленных методом 3D-печати, сокращая разрыв между двумя технологиями по качеству.

Преимущества обработки с ЧПУ

Кроме того, обработка на станках с ЧПУ известна своей высокой точностью и гладкими поверхностями. Она имеет решающее значение для обрабатывающей промышленности. Допуски могут быть соблюдены в пределах ± 0,005 мм. Это обеспечивает высокую точность изготовления деталей. Высокая точность критически важна для применений, требующих точной посадки. Кроме того, субтрактивная обработка является контролируемой и предсказуемой. Обработка на станках с ЧПУ позволяет получать очень гладкие поверхности. Эти поверхности могут быть адаптированы к конкретным требованиям. Такая точность и качество очень важны для различных отраслей промышленности, включая аэрокосмическую, автомобильную и медицинскую. В этих отраслях надежность и функциональность каждой детали имеют решающее значение.

Обработка на станках с ЧПУ отличается надёжностью и универсальностью. С её помощью можно изготавливать прочные детали из многих металлов, таких как алюминий, нержавеющая сталь и титан. Эти металлы часто используются в условиях высоких нагрузок. Обработка на станках с ЧПУ подходит для изготовления деталей сложной формы, с внутренними каналами и жёсткими допусками. Эти характеристики были бы сложны для других процессов. Эти характеристики играют ключевую роль при изготовлении деталей, которые должны выдерживать большие нагрузки и работать в экстремальных условиях. Это важно в таких отраслях, как аэрокосмическая и автомобильная промышленность, где безопасность и производительность имеют первостепенное значение.

Преимущества SLS 3D-печати

Технология SLS 3D-печати позволяет изготавливать детали сложной геометрии и без труда создавать конструкции, для которых в других процессах аддитивного производства обычно требуются опорные конструкции. Экологические преимущества SLS 3D-печати также делают её идеальным решением для устойчивого производства. Традиционное субтрактивное производство предполагает вырезание материала из цельного блока и приводит к большому количеству отходов. SLS же, напротив, использует аддитивный процесс. Он создаёт объекты слой за слоем, используя материал только при необходимости. Этот метод оставляет мало отходов. Неиспользованный порошок в рабочей камере часто можно переработать для последующих отпечатков. SLS 3D-печать — экологически чистый метод. Он эффективен и требует минимального расхода материала.

Применение обработки с ЧПУ и SLS 3D-печати в различных отраслях промышленности

Технологии обработки на станках с ЧПУ и 3D-печати SLS используются в самых разных отраслях промышленности, каждая из которых использует свои уникальные преимущества для решения сложных производственных задач.

Аэрокосмическая промышленность: Обработка на станках с ЧПУ отличается точностью и надёжностью. Она идеально подходит для изготовления ответственных деталей, таких как двигатель и шасси. Эти детали требуют высокой прочности и жёстких допусков. Эта технология позволяет обрабатывать множество материалов, включая высокопрочные сплавы. Эта способность критически важна для удовлетворения жёстких требований аэрокосмическая промышленность Применение. В то же время, SLS 3D-печать позволяет создавать лёгкие детали сложной формы. Это может значительно снизить вес самолёта, повысить топливную эффективность и производительность. Возможности технологии быстрого прототипирования также ускоряют процесс разработки от концепции до полёта.

Медицина: Точность обработки на станках с ЧПУ имеет решающее значение. Поэтому она играет ключевую роль в изготовлении индивидуальных хирургических инструментов, ортопедических имплантатов и т.д. медицинский Детали устройств. Кроме того, эти детали должны иметь точные характеристики для обеспечения безопасности и эффективности лечения пациента. Технология SLS 3D-печати имеет преимущество. Она позволяет изготавливать индивидуальные протезы и зубные имплантаты для пациента. Этот потенциал персонализации бесценен для комфорта пациента и результатов реабилитации. Она предоставляет специализированные решения для реабилитации.

Автомобильная промышленность: Обработка на станках с ЧПУ отличается надежностью и точностью. Она позволяет производить прочные детали, имеющие решающее значение для автомобиля Производительность и безопасность. К таким деталям относятся блоки двигателя и компоненты шасси. 3D-печать методом SLS играет ключевую роль в создании прототипов. Она позволяет быстро тестировать новые конструкции. Кроме того, её способность создавать сложные и лёгкие детали помогает оптимизировать конструкцию автомобиля.

Сравнение стоимости, объема и времени

Сравнивая начальные затраты, стоимость материалов и сроки производства при обработке с ЧПУ и SLS 3D-печати, необходимо учитывать конкретные требования проекта. Оба процесса обладают уникальными преимуществами и факторами, которые необходимо учитывать. Обработка с ЧПУ требует более высокой начальной наладки. Это связано с необходимостью точного инструмента и программирования. Это делает её менее рентабельной при мелкосерийном производстве. Однако для некоторых проектов, особенно для проектов с металлическими деталями, стоимость материалов может быть ниже. Стоимость сыпучих материалов может быть ниже, чем стоимость специальных порошков для SLS 3D-печати. Обработка с ЧПУ может быть быстрее при изготовлении отдельных деталей благодаря более быстрому удалению материала. Однако для сложных деталей она медленнее.

Заключение

Таким образом, ключом к выбору между обработкой с ЧПУ и SLS 3D-печатью в современном производстве является понимание преимуществ каждой технологии. Yonglihao Machinery обеспечивает Услуги обработки на станках с ЧПУОни известны своей точностью и превосходной чистотой поверхности. Это делает их предпочтительным выбором для крупносерийного производства металлических компонентов и высокоточных деталей. Однако SLS 3D-печать отлично подходит для создания прототипов и сложных форм. Субтрактивные методы печати могут оказаться неэффективными или слишком дорогими для таких форм. При выборе между этими вариантами компаниям необходимо учитывать множество факторов. К ним относятся производительность, потребность в материале и сложность детали.

Часто задаваемые вопросы

Какой метод более экономически эффективен при мелкосерийном производстве?

SLS 3D-печать часто обходится дешевле при мелкосерийном производстве. Это обусловлено более низкой стоимостью настройки и возможностью создания сложных форм без специальных инструментов и приспособлений.

Можно ли использовать одновременно обработку на станках с ЧПУ и 3D-печать SLS?

Да, ЧПУ-обработка и SLS 3D-печать могут использоваться как взаимодополняющие технологии, в полной мере используя преимущества обоих процессов. Например, SLS 3D-печать позволяет быстро создать прототип детали для проверки её соответствия и функциональности. После завершения проектирования мы можем использовать ЧПУ-обработку для изготовления готовой детали. Кроме того, мы сможем использовать материалы, более подходящие для конкретного применения, или улучшить качество 3D-печатной детали.