A 3D nyomtatást és megmunkálást gyakran „versenytársnak” tekintik, de lehetnek „partnerek” is. A 3D nyomtatási alkatrészeket gyakran meg kell dolgozni, hogy nagyobb tűréseket és jobb felületi minőséget érjenek el. Eközben az egykor tömör fémtömbből mart alkatrészek gyorsabban és összetettebb formákban nyomtathatók 3D-ben. Egyre több hibrid gyártó gép egyesíti a 3D nyomtatást és a CNC gépeket egy csomagban az alkatrészgyártás jobb automatizálása és felgyorsítása érdekében. Szóval, hogy vannak? Mi a hibridgyártás jövője?
A hibrid gyártóberendezések gyártói szerint a hibrid technológia mindkét technológia hiányosságait kiküszöböli, így a gyártók gyorsabban és alacsonyabb költségek mellett pontosabb, jobb minőségű alkatrészeket állíthatnak elő. Kevésbé pazarló, mint az önmagában történő megmunkálás, hatékonyabb és precízebb, mint a 3D nyomtatás önmagában, anélkül, hogy manuálisan kellene mozgatni az alkatrészeket vagy programozni kellene két különböző berendezést.
△ Közvetlen energialeválasztás és CNC marás kombinációja
Mi az a hibrid CNC{0}}D nyomtató?
A hibrid gyártás egy viszonylag új megközelítés, amely egyetlen gépen egyesíti az additív és szubtraktív gyártási technikákat. Ezek a gépek 3D nyomtatást használnak fém vagy műanyag alkatrészek közeli formájának előállítására. Az alkatrészt ezután a gépben egy másik egység vagy szerszámfej marja a kívánt tűrésekre. A hibrid gyártással a gyártók (és vásárlóik) megszerezhetik az additív gyártás által előállított összetett geometriákat és a marás felületi minőségét. Amellett, hogy az alkatrészeket a semmiből építik, ezek a gépek ideálisak a meglévő alkatrészek új funkciókkal való kiegészítésére, alkatrészjavítások elvégzésére és az alkatrészek bevonására a megmunkálás utáni műveletek előtt.
A hibrid gyártó gépek gyártónként eltérőek, de általában két kategóriába sorolhatók: Szekvenciális hibrid gyártás és alternatív hibrid gyártás
△ CNC megmunkálás 3D nyomtatás után a sima felület érdekében
● A szekvenciális hibrid gyártógépek először befejezik a teljes AM-folyamatot, amely 3D-nyomtatott, közel háló alakú alkatrészeket állít elő, mielőtt a kivonási folyamatba lépne.
● Az alternatív hibrid gyártógépek az AM és a maróegységek között cserélődnek a gyártási folyamat során. Néhány alternatív hibrid gép az alkatrész megmunkálása közben a többit is ki tudja nyomtatni.
A hibrid gyártás életképes megoldás prototípusok és funkcionális végfelhasználói alkatrészek előállítására a meglévő alkatrészek javítása mellett. A hibrid gyártás különösen vonzó a kisebb vállalatok számára, amelyeknek szükségük van additív gyártási és megmunkálási képességekre. Ezek a gépek lehetővé teszik két (vagy vegyes) alkatrész előállítását anélkül, hogy két gépbe kellene beruházni. Megfelel bizonyos iparágak szigorú követelményeinek is, mint például az alkatrészek összetettsége és termelékenysége az autóiparban és a repülőgépiparban.
A hibrid gyártógépek előnyei és hátrányai
A hibrid gyártás számos előnnyel rendelkezik a tiszta AM vagy kivonó módszerekkel szemben:
●Egyik legfontosabb előnye a termelékenység növelése. Mivel mind az AM, mind a megmunkálási folyamat egy gépen fut, nincs szükség alkatrészcserére és berendezések újrakalibrálására. A megmunkáló cellák részben vagy teljesen helyettesíthetik a kézi AM utófeldolgozást is, ami szintén gyorsítja a gyártást.
● A hibrid gyártás nagyobb pontosságot és szűkebb tűrést biztosít, mint a legtöbb egyedi 3D nyomtató. Az additív gyártás bonyolultabb geometriákat és alkatrészstruktúrákat hozhat létre, mint a megmunkálások, mint például alkatrészintegráció, belső csatornák és rácskitöltés. Egy teljes alkatrész egy gépen történő gyártása csökkenti a megmunkálási hibák vagy hibák lehetőségét is.
●A hibrid gépek lehetővé teszik több anyag egyetlen alkatrészben történő használatát, ami jelentős javulást eredményez a mechanikai teljesítményben és költségmegtakarítást eredményez. A gyengébb alkatrészeket erősebb fémekkel lehet bevonni, nagy teljesítményű anyagokat lehet hozzáadni az alkatrészek mozgásának vagy hőátadásának javítása érdekében, vagy anyagköltségeket takaríthatunk meg, ha csak ott használunk drága anyagokat, ahol szükség van rájuk.
● A hibrid gyártás csökkentheti a kezdeti beruházási és működési költségeket. Olcsóbb egy hibrid gépet végleg venni, mint egy CNC gépet és egy ipari 3D nyomtatót egyszerre. Egyetlen hibrid gép kevesebb energiát fogyaszt és kisebb alapterületet igényel, mint a különálló AM és CNC egységek.
△ Olyan funkciókkal rendelkező alkatrészek, mint a belső hűtőcsatornák
Egy nemrégiben készült tanulmány megállapította, hogy a hibrid gyártás kiküszöböli a kivonó technikák veszteségét, és akár 97 százalékkal csökkenti az anyagfelhasználást. A DED/CNC gépekkel arra is lehetőség van, hogy csak a kiválasztott helyekre adjunk hozzá anyagot. Ezek a felhasználók megjavítják a sérült alkatrészeket, és felgyorsítják a gyártást azáltal, hogy fémet adnak az alkatrészekhez, például a tengeri, olaj- és gáziparban használt alkatrészekhez. Ugyanakkor a CNC egység finom belső szerkezeteket tud megmunkálni az anyaglerakási műveletek között.
Óriási előnyei ellenére a hibrid gyártás nem felel meg minden gyártási igénynek, és van néhány hátránya:
● Noha ezek a gépek csökkenthetik a kezdeti beruházást, nem olcsók, és meghaladhatják egy kis cég költségvetését.
●A hibrid gépek kezelése bonyolult lehet, ezért a kezelőtől a 3D nyomtatás és a CNC megmunkálás alapos ismerete szükséges ahhoz, hogy meghatározza az adott alkatrész előállításának legjobb módszerét.