Kan post-behandling erstatte tradisjonell behandling fullstendig?

一, Teknisk grense: "øvre grense for kapasitet" og "applikasjonsgap" for etter-behandlingsmaskinbehandling
1. Forskjeller i hvor godt materialer kan brukes
«Subtractive manufacturing», som er mer fleksibel når det kommer til materialkvaliteter, er det som gjør tradisjonell bearbeiding mulig. For å kutte legeringer med høy-hardhet som koboltkrommolybden, må du for eksempel bruke PCD-verktøy eller ultralydsassistert-bearbeiding. På den annen side, for å lage lignende materialer ved bruk av additiv produksjon, må du kvitte deg med interne poredefekter gjennom varm isostatisk pressing (HIP) og deretter oppfylle kravene til overflatenøyaktighet gjennom fem- CNC-fresing. Selv om denne metoden kan lage deler med høy-ytelse, begrenser de pulvermetallurgiske egenskapene til additive produksjonsprosesser materialene som kan brukes. Dette gjør det vanskelig å direkte erstatte bearbeidingsevnen til tradisjonelle smimetoder for store metallemner.
Den "dobbelte utfordringen" med å få riktig størrelse og overflatekvalitet
Hovedformålet med etter-behandling er å fikse problemer som er innebygd i additiv produksjon. For eksempel må bladprofiltykkelsestoleransen til 3D-trykte deler av turbinskiver til flymotorer fikses fra ± 0,3 mm til ± 0,05 mm gjennom trådkutting og sliping. Overflateruheten må også reduseres fra Ra8-15 μm til Ra0.8-1.6 μm. For optiske komponenter som trenger mikrometer-presisjon, slike laserreflektorer, er tradisjonell ultrapresisjonssliping fortsatt det beste alternativet. Dette er fordi etterbehandling er avhengig av at flere prosesser fungerer sammen, noe som gjør det vanskelig å bli kvitt alle feilene som har bygget seg opp.
3. "Effektivitetsparadokset" med å behandle kompliserte strukturer
Additiv produksjon har en "fri produksjon"-funksjon som gjør det lettere å jobbe med kompliserte strukturer som ujevne overflater og interne strømningskanaler. Etter-behandlingsstadiet kan imidlertid gjøre denne effektiviteten mindre nyttig. For eksempel er CNC-fresing nødvendig for å fjerne støtterester fra de 3D-trykte aluminiumslegeringsdelene til en bestemt type satellittbrakett. Dette reduserer vekten med 15 %, men det tar også 30 % lengre tid å behandle enn tradisjonelle støpe- og maskineringsmetoder. Enhetskostnadene for tradisjonelle stemplings- og varmebehandlingsprosedyrer er fortsatt lavere enn for kombinasjoner av additiv og etterbehandling for standardiserte deler laget i store mengder, som koblingsstenger for biler.
2, kostnadsstruktur: Den "økonomiske terskelen" for behandling med en etterbehandlingsmaskin
1. Kostnader ved kjøp og oppbevaring av utstyr
Prisen på etter-behandlingsutstyr, slik som CNC-maskinverktøy med fem-akser og laserpoleringsmaskiner, kan være millioner av yuan for én enhet. For å oppnå lukket-sløyfekontroll trenger disse maskinene nettbaserte deteksjonssystemer og smarte nettverksteknologier. For eksempel koster det hundretusenvis av yuan å lage en spesiell postprosessor for det tyske Hammer C20U fem-maskinsenteret. Programmeringskostnaden for vanlige fresemaskiner er bare 1/10 av det. Dessuten er kostnadene for additiv produksjon av pulvermaterialer (slikt titanlegeringspulver, som koster omtrent 2000 yuan/kg) vesentlig høyere enn for tradisjonelle stangmaterialer. Dette gjør den totale kostnaden for etterbehandling-enda høyere.
2. Lengden på prosesskjeden og skjulte utgifter
Etterbehandling krever sammenslåing av mange prosesser, inkludert additiv produksjon, varmebehandling og overflatebehandling, noe som fører til en forlenget prosesskjede og økte skjulte utgifter. For å lage en lårbenskondyl av kobolt-krommolybdenlegering for et medisinsk implantat, er det nødvendig med elektrolytisk polering for å bli kvitt pulvervedheft, og deretter er det nødvendig med mikrofresing for å fiksere trådroten. Det tar mer enn 8 timer å behandle et enkelt stykke, selv om standard smiing og CNC-dreiing bare tar 2 timer. Selv om etter-behandling kan gjøre ting mer individualisert, er det fortsatt vanskelig å matche "engangsstøping"-fordelen med tradisjonelle metoder når man lager mange ting.
3. Avhengighet av ferdigheter og arbeidskostnad
Operatører må være dyktigere til å utføre behandling etter-behandler. Du må for eksempel vite hvordan du konverterer mellom arbeidsstykkets koordinatsystem og maskinens koordinatsystem i fem--akse CNC-programmering. På den annen side er treningstiden for tradisjonelle ferdigheter innen dreiing og fresing veldig rask. Å fikse defekter i additiv produksjon (for eksempel fylling av porer) krever også en blanding av boring, sveising og maskinering, noe som gjør ferdighetene som trengs for prosessarbeidere mye høyere og koster mer for arbeidskraft.
3, Industriell økologi: Den unike og samarbeidende utviklingen av konvensjonell prosessering
1. Funksjonen til "ballaststeiner" i grunnleggende industrier
Grunnleggende industrier som biler og elektrisitet bruker fortsatt tradisjonell prosessering mest. For eksempel kan metoden for støping og maskinering av sylinderblokker til bilmotorer produsere millioner av dem hvert år. På den annen side er additiv produksjon vanskelig å komme inn i den vanlige forsyningskjeden fordi den ikke er veldig effektiv. Dessuten kan regulering av flyten av metalllinjer under klassisk smiing øke utmattelsesstyrken til deler betraktelig. Dette er fortsatt nødvendig for å lage de primære lastbærende strukturelle komponentene til fly.
2. Sett "nisjemarkedet" for etter-behandling på rett sted
Hovedfordelen med etter-behandling er at den oppfyller behovene for "høy kompleksitet, lav batchstørrelse og høy presisjon." For eksempel, i romfart, må elektrokjemisk polering (ECP) brukes for å fjerne den interne strømningskanalen til 3D-trykte drivstoffdyser. Dette gjøres for å redusere grader og strømningsmotstand, noe som er vanskelig å gjøre med tradisjonell maskinering for slike mikrokanalarkitekturer. I medisin brukes mikrofresing for å endre de gjengede røttene til skreddersydde implantater slik at de passer til pasientens beinvev. Dette er noe standardmetoder ikke kan gjøre.
3. Mønsteret for "samarbeidsutvikling" i hvordan teknologi integreres
Den sammensatte prosessen "additiv+subtraktiv" vil være hovedfokuset for rivalisering i produksjonsindustrien i fremtiden. Siemens NX-programvare har for eksempel gjort det mulig for additiv produksjonsveier og fem--akse CNC-maskinering å jobbe sammen for å optimalisere hverandre. Den gjør dette ved å bruke digital tvillingteknologi for å forutsi deformasjon og automatisk lage kompensasjonsprogrammer for å holde maskineringsnøyaktigheten under ± 0,01 mm. Dessuten kan det å kombinere varmebehandlingssystemer med digitale plattformer som Simplified Cloud Zero Code System gjøre produksjonskontrollsløyfer, noe som gjør kostnadsforskjellen mellom etter-behandling og tradisjonelle metoder enda mindre.