Сравнение производства с добавками и вычитанием

В развивающемся мире современного производства выделяются два видных метода производства: аддитивное и субтрактивное производство.Каждый подход имеет уникальные преимущества и подходит для конкретных приложений, в зависимости от желаемого результата, выбора материала, точности, стоимости и сложности.и потребительской электроники продолжают искать инновационные способы повышения производительности и производительностиВ этой статье предлагается глубокое сравнение двух методов, рассматривая их работу.,их преимущества и недостатки, и как они вписываются в современный промышленный ландшафт.

Что такое аддитивное производство?

Аддитивное производство, часто называемое 3D-печатью, - это процесс, в котором материал добавляется слой за слоем для создания конечного объекта.который разрезается на тонкие слои программным обеспечениемЗатем машина откладывает материал, как правило, из пластика, смолы или металла, слой за слоем, пока объект не будет полностью сформирован.такие как моделирование расплавленного осаждения (FDM), Стереолитография (SLA), Выборочное лазерное сфинтерирование (SLS) и Прямое лазерное сфинтерирование металлов (DMLS), каждая из которых оптимизирована для различных материалов и приложений.

Что такое вычитающее производство?

Субтрактивное изготовление - это традиционный подход, при котором блок или кусок материала систематически удаляется с помощью режущих инструментов для создания желаемой формы.CNC (компьютерное числовое управление) обработки является наиболее широко используемым методом вычитанияЭтот процесс идеально подходит для деталей, требующих плотной стойкости, гладкой отделки и высокой прочности материала.Производство субтрактивных изделий из различных металлов, пластмассы и композитные материалы, что делает его универсальным решением для многих отраслей промышленности.

Проектирование и сложность

Одно из самых больших преимуществ аддитивного производства - свобода дизайна.и полые секции, которые трудно или невозможно обрабатывать с помощью традиционных инструментов могут быть легко изготовлены с помощью 3D-печатиЭто делает его идеальным для создания прототипов, пользовательских компонентов и сложных конструкций, таких как легкие аэрокосмические детали или медицинские имплантаты, адаптированные к индивидуальным пациентам.

С другой стороны, субтрактивное изготовление превосходит производство простых до умеренно сложных геометрий с высокой точностью.В то время как внутренние полости и выступы могут представлять проблемы в процессах вычитания, современные многоосевые станки с ЧПУ по-прежнему могут эффективно обрабатывать сложные характеристики деталей, особенно в сочетании со стратегическим планированием и установкой.

Эффективность и отходы

Аддитивное изготовление более эффективно по сравнению с субтрактивными процессами, поскольку используется только количество материала, необходимого для изготовления детали.особенно при использовании дорогих материалов, таких как титан или экзотические сплавыКроме того, порошки, оставшиеся от 3D-печати металла, часто могут быть переработаны и повторно использованы, добавляя еще один слой устойчивости к процессу.

В отличие от этого, субтрактивное производство генерирует значительные материальные отходы.В то время как многие мастерские используют стратегии сокращения отходов, такие как гнездование и выбор запасов почти в виде сетки, процесс по своей сути более расточительный, чем аддитивное производство.

Поверхностная отделка и точность

Субтрактивное изготовление обеспечивает превосходную поверхность и точность измерений по сравнению с большинством аддитивных методов.Части, обрабатываемые с помощью ЧПУ, часто имеют узкие допустимые значения в диапазоне микрон и подходят для применений, где критична точностьОбработка также позволяет получать гладкую поверхность без необходимости проведения обширной послепроцессионной обработки.

В то время как аддитивное изготовление быстро улучшается, обычно требуется последующая обработка для достижения сопоставимых поверхностных отделений и точности.и допустимые отклонения могут варьироваться в зависимости от метода печати и материалаВторостепенные операции, такие как шлифовка, полировка или обработка, могут потребоваться для получения деталей к окончательной спецификации.

Скорость и масштабируемость производства

Когда дело доходит до прототипирования, аддитивное производство часто быстрее, особенно для малого объема производства или разовых деталей.Цифровая природа 3D-печати позволяет быстро итерацию и изменения дизайна без необходимости дорогостоящих инструментов или формЭто делает его привлекательным вариантом для разработки продуктов, проверки дизайна и медицинской настройки.

Тем не менее, вычитание изготовления обычно быстрее и экономичнее для производства большого объема.части могут быть обработаны быстро и последовательноАвтоматизация, машины с несколькими шпинделями и механизмы смены инструментов позволяют эффективно производить массовые изделия.Процесс слоя за слоем добавки может стать трудоемким и дорогим в больших масштабах.

Выбор материала

Субтрактивное производство поддерживает более широкий спектр материалов, включая металлы, пластмассы, композиты и керамику.Материалы сохраняют свои полные механические свойства, потому что они не подвергаются плавлению или слиянию во время обработкиЭто делает обработку с помощью ЧПУ предпочтительным методом для производства деталей, требующих высокой прочности, долговечности или теплостойкости.

Аддитивное производство достигло больших успехов в расширении выбора материалов, особенно в металлах и инженерных пластмассах.свойства печатных материалов иногда могут не соответствовать свойствам, полученным обычными средствамиКроме того, выбор материалов в 3D-печати по-прежнему ограничен по сравнению с процессами вычитания,особенно в отношении высокотемпературных сплавов или специализированных композитов.

Учитывание затрат

Динамика затрат между аддитивным и субтрактивным производством варьируется в зависимости от сложности, количества и материала деталей.что делает его экономически эффективным для прототипирования и индивидуального производстваТем не менее, это может быть дорогостоящим для больших деталей или больших объемов из-за более медленной скорости строительства и более высоких затрат на материалы.

Субтрактивное производство предполагает более высокие первоначальные затраты на настройку, включая инструменты, светильники и программирование CNC.Он предлагает более низкие затраты на часть и лучшие экономии масштаба.Обработка также более экономична для деталей с простой геометрией или где производительность материала имеет решающее значение.

Применение в промышленности

Аддитивное производство широко используется в отраслях промышленности, которые ценят настройку, легкий дизайн и быстрое прототипирование.Например,, компании используют 3D-печать для создания самолетов с решетчатыми структурами, специализированных хирургических руководств для пациентов или оболочек слуховых аппаратов, адаптированных к индивидуальным пользователям.

Субтрактивное производство остается доминирующим в отраслях, где сила, точность и объем являются ключевыми, такими как автомобильное, аэрокосмическое, энергетическое и промышленное оборудование.Он обычно используется для производства блоков двигателя, форм, корпусов и конструктивных компонентов, которые должны выдерживать экстремальные условия и соответствовать строгим допущениям.

Гибридное производство и будущие тенденции

Признавая преимущества обоих методов, многие производители используют гибридные подходы, которые сочетают в себе аддитивные и субтрактивные технологии.Часть может быть напечатана 3D, чтобы сформировать сложное ядроЭта интеграция открывает новые возможности для инноваций, позволяя компаниям оптимизировать производительность, сократить сроки выполнения,и оптимизировать производственные процессы.

По мере развития технологий аддитивного производства ожидается дальнейшее улучшение скорости, качества поверхности, вариантов материалов и доступности.CNC-обработка продолжает развиваться с улучшением автоматизации, мониторинг в режиме реального времени и адаптивные пути инструментов, которые повышают производительность и точность.

Заключение

Аддитивное и субтрактивное производство предлагают уникальные возможности, и ни одно из них не превосходит другое.включая сложность проектированияАдитивное изготовление отличается настройкой и сложной геометрией, в то время как субтрактивное изготовление доминирует в точности, отделке поверхности,и масштабируемостьПоскольку производство продолжает развиваться, сбалансированное понимание обоих методов позволит инженерам, дизайнерам и производителям создавать лучше, быстрее,и более эффективные продукты для современного мира.