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金属3D打印对比CNC数控加工,是互补还是二选一?

发布来源:深圳市铨隆五金制品有限公司  发布日期: 2022-06-05  访问量:60

更好的设计自由度和灵活性是减少浪费、提高生产效率和获得功能增益的驱动因素。3D印刷的核心优势逐渐为市场所熟知。同时,重复大规模生产、表面精加工,特别是与精密公差相关的需求仍然存在CNC加工的优点。但是,如果他们之间没有竞争呢?不是二选一的关系吗?

就这个问题,采访了金属3D印刷技术经理Ingo Uckel nn先生,在很多情况下,这两种制造技术可以互补,而不是对立。

Q:

A:IngoUckel nn

Q:选用金属3D打印制造零件的关键不是因为它比其他技术(包括CNC加工)更有优势吗?

A:不是这样,这一直是一种误解。3D印刷和其他制造技术或工艺一样,有其独特的优缺点,需要根据手头的任务进行权衡。它的关键是为制造商提供一种选择——另一种做事方式。

“关于CNC在加工过程中,一些关键区别是金属3D印刷带来机会。例如,采用减料制造工艺,CNC与金属相比,加工3D印刷会导致更多的原材料浪费。金属原料更贵,以钛合金为例,成本效益尤为重要。


“因为CNC加工基本上是使用特殊的切割工具来形成零件,这也意味着对该工具的需求。如果没有这种特殊的工具,就需要另一个工艺来制造工具,比如创建一个刀槽。这也意味着,即使在五轴加工中,固定部件仍有许多特性无法加工。圆柱形工具很难处理完整的角度。内部直角需要通过刀槽实现,否则会出现弧边。

对于增材工艺,因为3D除支撑外,无需定制工具打印任何部件,因此无弧边问题。3D打印可以实现更复杂的几何形状,包括内置流道,可以帮助减轻部件重量,增加功能。一般来说,软件设计可以代替创建物理工具。

Q:但这并不意味着这些优势3D打印总是较好的方案?

A:“是的,CNC加工也有明显的优势。其中之一是精度更高——每个轴上只有几微米的误差,这意味着表面精度非常高,无需额外加工。在公差方面,CNC通常比加工好3D打印,因为它不需要‘热处理和再加工’过程。另外,CNC加工非常适合重型零件加工。


内置流道、复杂几何结构、轻量化和组件等。3D在印刷设计/功能优势下,采用小批量零件生产CNC加工速度更快,成本更低。

问题是,许多制造商认为他们必须根据这些优缺点选择其中一种技术。事实上,如果他们的优势得到适当的应用,他们可以结合起来提供更大的机会。

Q:你能举例说明制造商是如何从这些互补优势中受益的吗?

A:我以前提到过公差。对于许多汽车、航空航天等高精度产品,金属部件的公差超过了要求3D打印可提供的公差。3D这些应用程序需要印刷提供的设计灵活性(通常用于轻量化/增强人体工程学)。3D在打印件的基础上使用打印件CNC在某些情况下,公差可以低至两全其美0.005mm。”

同样,考虑到需要精密公差的精细表面处理,特别是需要与其他部件精确配合的部件,也可以使用3D打印使零件稍大一点,然后使用CNC加工,如5轴铣削,以满足精度要求。

材料也有优势。3D由于材料的限制,钛、铝、铬镍铁合金和不锈钢在强度、耐腐蚀性和热性、耐腐蚀性和热性方面的机械性能特性。如今,越来越多的合金/超合金可以用于这些材料3D打印,也可用CNC精确加工。产品开发工程师在使用他们熟悉的材料时有更大的灵活性。


同样重要的是,使用3DP设计优化可设计优化可以获得特定的形状或功能优势3D也可以针对打印文件CNC优化加工,帮助制造商以更低的成本实现他们想要的规格。CNC旋转、重新定位、工艺复杂性和定制夹具在制造复杂的金属部件时很常见,但成本很高。可以使用3D打印较小化或完全消除初始结构限制,较终给出简单而特别关键的后处理工作CNC比如加螺纹。

此外,与定制注塑方案相比,除了设计/性能优势外,结合3D打印和CNC金属点是生产金属部件通常更快、更具成本效益。结合数字制造工艺提供的设计迭代优势,您可以清楚地知道为什么这种金属部件的强大组合会引起制造商的兴趣。

Q:既然这两种制造方法都是数字化的,是否意味着它们可以很容易地设置为单独的过程?

A:“是的,实际上这种优势也是我们将CNC加工添加到3D印刷制造的主要原因。

我知道零件较终会被理解CNC加工完成后,就可以了3D通过数据设置,较大限度地利用打印部件的设计阶段CNC要求完美衔接,简化生产和产品加工。我们为客户提供一体化解决方案3D在特定形状和功能上打印的复杂设计CNC精度优势。这也消除了两个完全独立的过程造成的额外交付期和管理延迟:打印和铣削零件的周转时间可以低至12个工作日。

对我们来说,这种结合是为了更长远的发展3D打印软件和技术,促进金属3D打印进程来说是一个机会。现在进入这一领域正是时候,我们期待能够帮助客户抓住这一机遇。”

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