Csak 20 fém alkatrészt kell készíteni? Hogyan állapítható meg, hogy a 3D nyomtatás felülmúlja-e a CNC-t?

Mindössze 20 fém alkatrészre van szüksége. A CNC árajánlat a vártnál magasabb, mert a programozást, a rögzítéseket és az első -cikkidőt még teljes egészében ki kell fizetni. Az átfutási idő is megnyúlik. Ennél a mennyiségnél sok vásárló felteszi a kérdést, hogy a fém 3D nyomtatott alkatrészek valóban olcsóbbak-e, és hamarabb megérkeznek-e.

A válasz nem automatikus. A geometriával, az időzítéssel, a tervezési stabilitással, a tűrésekkel és az anyagokkal kapcsolatos gyakorlati kérdések általában eldöntik, hogy melyik folyamat nyer. Íme, hogyan dolgozhat át rajtuk.

Miért „trükkös” mennyiség a 20 alkatrész?

Húsz darab egy kínos középső zónában ül. Túl kicsi a CNC-hez ahhoz, hogy kényelmesen eloszthassa a telepítési költségeket, ugyanakkor elég nagy ahhoz, hogy az emberek még mindig habozzanak megváltoztatni a folyamatokat.

A CNC munkák során gyakran a programozás, a fixture tervezés és a hibakeresés uralja az árat. Ha ezeket a fix költségeket fedezik, minden további alkatrész viszonylag olcsóvá válik. Mindössze 20 darabnál ezek a fix költségek súlyosan megcsappantak. A fém 3D-nyomtatás fordítva is működik: szinte nincs szerszám, de magasabb alkatrészenkénti költség, ami a gépi idő, a por és az utó{5}}feldolgozás miatt van.

A gyakorlatban a két útvonal közötti töréspont gyakran 10 és 50 rész közé esik. A komplexitás mozgatja ezt a számot. Ha egy alkatrész belső csatornákkal, rácsokkal vagy organikus alakzatokkal rendelkezik, amelyek több-tengelyű munkát, illetve hasítási-és-hegesztési műveleteket kényszerítenek ki CNC-n, a keresztezés az alacsony tinédzserekre eshet. Az egyszerű prizmás alkatrészek, amelyek könnyen megmunkálhatók rúdkészletből, még 30-40 darab után is előnyben részesíthetik a CNC-t.

Beállítási költség és -alkatrészenkénti költség

A CNC magas beállítással és alacsony határköltséggel rendelkezik

A fém 3D nyomtatás (SLM) alacsony beállítással és magasabb határköltséggel jár

20 darabnál még mindig jelentős a CNC beállítási büntetés, ezért érdemes a fém 3D-s nyomtatást kis tételes megrendeléseknél bonyolult munkáknál ellenőrizni.

Hogyan működik a fém 3D nyomtatás (SLM) egyszerű angol nyelven

A Selective Laser Melting úgy építi fel az alkatrészt, hogy vékony fémport szór fel, és lézerrel megolvasztja a szükséges területeket. A ciklus addig ismétlődik, amíg az alkatrész szilárd nem lesz. Lényegében egy komplett tárgyat porból hegesztenek, egy-egy vékony szeletet.

Három dolog a legfontosabb a vásárlók számára:

Nincs szükség rögzítőelemekre vagy puha pofákra.

Az olyan bonyolultságok, mint a belső csatornák vagy rácsok, nem emelik az árat úgy, ahogyan a megmunkálásnál.

A fel nem használt por ellenőrzött körülmények között szitálható és újra felhasználható, így az anyaghulladék alacsony szinten tartható.

Ez a kombináció az okaSLM 3D nyomtatás prototípuskészítésgyakran ez a leggyorsabb módja egy összetett tervezés tesztelésének, mielőtt bármilyen szerszámozás mellett elkötelezné magát.

Milyen anyagokat lehet nyomtatni?

Az ipari rendszereken a 316L és 17-4PH rozsdamentes acél, az AlSi10Mg alumínium, a Ti6Al4V titán és számos Inconel-minőség az általános opciók közé tartozik. A professzionális beszállítók rutinszerűen biztosítják az anyagtanúsítványokat és a por-adag nyomon követhetőségét.

5 kérdés a 3D nyomtatás és a CNC közötti döntéshez

Dolgozzon végig ezen az öt ponton. A válaszok A 20 darabos rendelésnél általában egyértelműen az egyik vagy a másik irányba mutatnak.

A forma összetett?
A belső hűtőcsatornák, a rácsos szerkezetek vagy a komoly súlycsökkentés általában a 3D nyomtatást az alacsonyabb költségű-útvonalává teszik. A szabványos rúdkészletből vágható egyszerű blokkok vagy alkatrészek szinte mindig olcsóbbak maradnak CNC-n.
Ha a geometria több-tengelyes megmunkálást vagy osztási-és-hegesztési lépéseket kényszerít, az adalékanyag még alacsony hangerő mellett is nyer.

Milyen gyorsan kellenek az alkatrészek?
Egy alkalmas SLM-műhely gyakran 7–14 nap alatt 20 alkatrészt képes megfordítani, beleértve a hőkezelést és az alapvető kikészítést is. A CNC-nek továbbra is szüksége lehet a lámpatest-tervezésre és a gépi ütemezésre, amelyek tovább tolják ugyanazt a munkát.
Ha a naptár szűk és a forma nem egyszerű, gyakran a nyomtatás kerül oda először.

Megváltozik a kialakítás az első tétel után?
Ha valószínűsíthető a felülvizsgálat, az adalékanyag nyitva tartja az ajtót. Nincs kiselejtezhető rögzítőelem, és nincs átírható hosszú CNC program. A CNC erősebben rögzíti a jelenlegi kialakítást.
A fejlődő tervek szinte mindig előnyben részesítik az ilyen mennyiségben történő nyomtatást.

Milyen tűrésre és felületkezelésre van szüksége?
A beépített SLM felületek általában az Ra 10–25 µm tartományba esnek, és gyakran másodlagos megmunkálást vagy polírozást igényelnek a kritikus felületeken. A CNC szűkebb tűréseket tud tartani, és közvetlenül a gépről jobb befejezni.
Ha sok funkciónak ±0,05 mm-es vagy jobb, vagy finom felületre van szüksége extra munka nélkül, a CNC (vagy a hibrid nyomtatás-plusz{2}}gépi megközelítés) általában biztonságosabb. Azok a funkcionális tűréshatárok, amelyek bizonyos utólagos feldolgozást{4}}elnek, életképessé teszik a tiszta adalékanyagot.

Milyen anyagot használsz?
A legtöbb elterjedt műszaki ötvözetek mindkét folyamatban elérhetők. A nehezen-megmunkálható-vagy drága ötvözetek néha előnyben részesítik az adalékanyagokat, mivel nincs vágószerszám-kopás. Az egyszerűen-megmunkálható-alumínium vagy a szabadon-forgácsolható acél gyakran még 20 darabnál is olcsóbb marad CNC-n.

Gyors összehasonlítás a kis mennyiségű{0}}munkához

Ez az oldalsó nézet-mellett-a 3D-nyomtatás és a CNC-nyomtatás gyakorlati különbségeit mutatja be a kis mennyiségű gyártáshoz.

Valódi eset: Amit egy 20 darabos rozsdamentes acélból készült projektből tanultunk

Egy európai berendezésgyártónak 20 rozsdamentes -acél konzolra volt szüksége, amelyek belső folyadékcsatornákat tartalmaztak. Az eredeti CNC árajánlat magas volt. Ezeknek a csatornáknak a létrehozása vagy több-tengelyes megmunkálást igényelt volna tömörből, vagy az alkatrész felosztását, a járatok megmunkálását, majd összehegesztését vagy visszaforrasztását-egyszerre költséges és időigényes{6}}. Az átfutási időt közel négy hétre jelölték.

Ugyanazokat a fájlokat küldték el aFém 3D nyomtatott alkatrészekfelülvizsgálatát. A geometria jól illeszkedett az SLM-hez: a csatornákat tisztán lehetett építeni, és csak néhány tömítési felületet igényelt utólag könnyű megmunkálás. Az alkatrészeket 316 literben nyomtatták, feszültségmentesített-és a tömítőfelületek elkészültek. A teljes átfutási idő 11 nap volt. Az egységköltség nagyjából 30%-kal volt a CNC-szám alatt. A kritikus méretek ±0,12 mm-en belül maradnak.

Két további kis tétel következett, csak apró tervezési változtatásokkal-, amelyek új szerelvényeket vagy jelentős átprogramozást jelentettek volna a CNC útvonalon. A belső csatornák voltak a döntőek; Miután ezek a tulajdonságok megnövelték a megmunkálási költségeket és a bonyolultságot, a 20 darabos adalékanyag-rendelés gyorsabbá és olcsóbbá vált.

Amikor még mindig a CNC a jobb választás

A 3D nyomtatás nem az automatikus nyerő alacsony hangerő mellett.

A CNC továbbra is az erősebb opció, ha:

Az alkatrész prizma alakú, vagy szabványos rúdból vagy lemezből készíthető, egyszerű szerszámpályákkal.

Számos jellemzőnél ±0,05 mm-nél szűkebb tűrésekre van szükség, vagy finom felületkezelésre van szükség másodlagos műveletek nélkül.

A design teljesen lefagyott, és később nagyobb mennyiségben is megrendelheti ugyanazt az alkatrészt.

Az anyagot egyszerűen és olcsón megmunkálják.

Ilyen esetekben az adalékanyag magasabb alkatrészenkénti költsége még 20 darabnál is nehezen indokolható. Egy megbízható beszállító inkább ezt mondja, mintsem nyomtassa ki minden megkeresést.

Hogyan válasszunk megbízható fém 3D nyomtatási gyártót

Ha a fenti kérdések az adalékanyagra mutatnak, a következő szűrő maga a szállító. A hasznos ellenőrzések a következők:

Megerősítésük szerint ipari SLM gépeik vannak (márka, gyártási mennyiség, lézerszám), ahelyett, hogy mindent kiszerveznének.

Anyagtanúsítványok és por{0}}adag nyomon követhetősége.

Egyértelmű utó{0}}feldolgozási képesség-hőkezelés, támaszték eltávolítás, CNC-simítás és ellenőrzés.

Egy minta méretjelentés egy hasonló munkából.

Érzékeny, technikailag egyértelmű kommunikáció kis próbaidőben.

Ezek a pontok segítenek elválasztani egy valódi fém 3D-nyomtató-gyártót vagy SLM 3D-nyomtatógyárat egy kereskedelmi vállalattól. A következetes folyamatnyilvántartások és az ellenőrzési adatok megosztására való hajlandóság további önbizalmat ad.

GYIK

Olcsóbb a 3D nyomtatás, mint a CNC 20 alkatrészre?
Geometriától függ. A belső jellemzőkkel rendelkező vagy összetett formájú alkatrészek gyakran olcsóbbak és gyorsabbak adalékanyaggal. A könnyen megmunkálható egyszerű alkatrészek általában olcsóbbak CNC-n.

Mennyi a minimális rendelési mennyiség fém 3D nyomtatott alkatrészekhez?
A legtöbb ipari beszállító egyedi darabokat fogad el. A húsz alkatrész kényelmes gyártási mennyiség az SLM számára, és gyakran hatékonyabban csomagol a gépen, mint egy magányos prototípus.

Mennyi idő alatt készül el 20 alkatrész?
Tipikus fordulat aSLM 3D nyomtatás prototípuskészítésa kis tételek pedig 7–14 napig tartanak, beleértve a hőkezelést és az alapvető kikészítést is, feltéve, hogy rendelkezésre áll a kapacitás és a terv nyomtatásra-kész.

A 3D nyomtatott fém alkatrészek olyan erősek, mint a CNC alkatrészek?
A megfelelő ötvözettel, folyamatparaméterekkel és hőkezeléssel a mechanikai tulajdonságok sok alkalmazásban hasonlóak a kovácsolt vagy megmunkált anyagokhoz. A kritikus fáradtság vagy nyomás alatt álló részek további vizsgálatot vagy forró izosztatikus préselést igényelhetnek.

Készíthetsz először egy prototípust, és utána bővítheted?
Igen. Sok vásárló kinyomtat egy vagy két prototípust, finomítja a dizájnt, majd lefuttatja a 20 darabos tételt ugyanazon a folyamaton. Ez az út sokkal rugalmasabb, mint a CNC-rögzítések korai elköteleződése.

Ha 20 darabos fém rendelést keres, és a geometria, az idővonal vagy a tervezési stabilitás miatt a választás nem egyértelmű, küldje el a rajzokat és az alapvető követelményeket. A forma, az anyag, a tűrés és az ütemezés rövid áttekintése megmutatja, hogy a fém 3D nyomtatott alkatrészek vagy a hagyományos CNC a praktikusabb út az Ön konkrét esetéhez.