האם עיבוד פוסט-יכול להחליף לחלוטין את העיבוד המסורתי?

一, גבול טכני: "הגבול העליון של יכולת" ו"פער יישומים" של עיבוד מכונה לאחר-עיבוד
1. הבדלים במידת השימוש בחומרים
"ייצור חיסור", הגמיש יותר בכל הנוגע לאיכויות החומר, הוא מה שמאפשר את העיבוד המסורתי. לדוגמה, כדי לחתוך סגסוגות-בעלות קשיות גבוהה כמו קובלט כרום מוליבדן, עליך להשתמש בכלי PCD או בעיבוד אולטרסאוני-בסיוע. מצד שני, כדי לייצר חומרים דומים באמצעות ייצור תוסף, עליך להיפטר מפגמי נקבוביות פנימיים באמצעות לחיצה איזוסטטית חמה (HIP) ולאחר מכן לעמוד בדרישות דיוק פני השטח באמצעות כרסום CNC של חמישה-צירים. למרות ששיטה זו יכולה ליצור חלקים בעלי ביצועים- גבוהים, תכונות המתכת האבקה של תהליכי ייצור תוספים מגבילות את החומרים שניתן להשתמש בהם. זה מקשה על החלפה ישירה של יכולת העיבוד של שיטות פרזול מסורתיות עבור בילטים מתכתיים גדולים.
"האתגר הכפול" להשיג את הגודל ואת איכות פני השטח הנכונים
המטרה העיקרית של עיבוד שלאחר-היא לתקן בעיות המובנות בייצור תוסף. לדוגמה, סובלנות עובי פרופיל הלהב של חלקים מודפסים בתלת-ממד- של דיסקים של טורבינות מנועי מטוסים צריכה להיות קבועה מ-±0.3 מ"מ ל-±0.05 מ"מ באמצעות חיתוך וטחינה של חוטים. יש להפחית את חספוס פני השטח מ-Ra8-15 מיקרומטר ל-Ra0.8-1.6 מיקרומטר. עבור רכיבים אופטיים שזקוקים לדיוק ברמת מיקרומטר, מחזירי לייזר כאלה, השחזה המסורתית המדויקת היא עדיין האפשרות הטובה ביותר. הסיבה לכך היא שפוסט-עיבוד תלוי במספר תהליכים שפועלים יחד, מה שמקשה להיפטר מכל הטעויות שהצטברו.
3. "פרדוקס היעילות" של עיבוד מבנים מסובכים
לייצור תוסף יש תכונת "ייצור חופשי" שמקלה על העבודה עם מבנים מסובכים כמו משטחים לא אחידים ותעלות זרימה פנימיות. עם זאת, שלב העיבוד של הפוסט- עשוי להפוך את היעילות הזו לפחות שימושית. לדוגמה, יש צורך בכרסום CNC כדי להסיר שאריות תמיכה מחלקי סגסוגת אלומיניום מודפסים בתלת-ממד של סוג מסוים של תושבת לווין. זה מקצץ את המשקל ב-15%, אבל זה גם לוקח 30% יותר זמן לעיבוד מאשר שיטות יציקה ועיבוד שבבי מסורתיים. עלות היחידה של הליכי הטבעה וטיפול בחום המסורתיים עדיין נמוכה מזו של שילובי תוספים ואחרי-טיפול עבור חלקים סטנדרטיים המיוצרים בכמויות גדולות, כמו מוטות חיבור למכוניות.
2, מבנה עלויות: "הסף הכלכלי" לעיבוד עם מכונה לאחר עיבוד
1. עלויות קנייה ואחזקת ציוד
המחיר של ציוד לאחר-עיבוד כגון כלי עיבוד CNC עם חמישה-צירים ומכונות ליטוש לייזר יכול להיות מיליוני יואן עבור יחידה אחת. כדי להשיג שליטה במעגל סגור-, מכונות אלו זקוקות למערכות זיהוי מקוונות ולטכנולוגיות רשת חכמות. לדוגמה, זה עולה מאות אלפי יואן לייצר מעבד פוסט מיוחד עבור מרכז העיבוד הגרמני של Hammer C20U עם חמישה-צירים. עלות התכנות עבור מכונות כרסום רגילות היא רק 1/10 מזה. כמו כן, העלות של חומרי אבקה לייצור תוספים (אבקת סגסוגת טיטניום כזו, שעולה בערך 2000 יואן/ק"ג) גדולה משמעותית מזו של חומרי בר מסורתיים. זה הופך את העלות הכוללת של עיבוד שלאחר-אפילו גבוה יותר.
2. אורך שרשרת התהליך והוצאות נסתרות
עיבוד לאחר מעבד מחייב שילוב של תהליכים רבים, כולל ייצור תוסף, טיפול בחום וגימור משטחים, מה שמוביל לשרשרת תהליכים מוארכת ולהוצאות נסתרות מוגברות. לדוגמה, כדי ליצור קונדיל ירך מסגסוגת כרום מוליבדן קובלט לשתל רפואי, יש צורך בליטוש אלקטרוליטי כדי להיפטר מהידבקות אבקה, ולאחר מכן יש צורך בכרסום מיקרו כדי לתקן את שורש החוט. זה לוקח יותר מ-8 שעות לעבד חתיכה בודדת, אם כי הליך הפרזול הסטנדרטי וחיתוך CNC לוקח רק שעתיים. גם אם עיבוד שלאחר-יכול להפוך את הדברים לאינדיבידואליים יותר, עדיין קשה להתאים את היתרון "העיצוב החד-פעמי" של שיטות מסורתיות בעת ביצוע הרבה דברים.
3. תלות בכישורים ובעלות העבודה
המפעילים צריכים להיות מיומנים יותר כדי לבצע עיבוד שלאחר-מעבד. לדוגמה, עליך לדעת כיצד להמיר בין מערכת הקואורדינטות של חלק העבודה למערכת הקואורדינטות של המכונה בתכנות CNC של חמישה-צירים. מצד שני, זמן ההכשרה עבור כישורי עיבוד חריטה וכרסום מסורתיים הוא מהיר מאוד. כמו כן, תיקון פגמים בייצור תוסף (מילוי נקבוביות כזה) מצריך שילוב של קידוח, ריתוך ועיבוד שבבי, מה שהופך את הכישורים הדרושים לעובדי תהליכים להרבה יותר גבוהים ועולה יותר עבור העבודה.
3, אקולוגיה תעשייתית: הייחודיות והפיתוח המשותף של עיבוד קונבנציונלי
1. תפקידן של "אבני נטל" בתעשיות יסוד
תעשיות בסיסיות כמו מכוניות וחשמל עדיין משתמשות הכי הרבה בעיבוד מסורתי. לדוגמה, שיטת היציקה והעיבוד של בלוקי צילינדרים של מנוע רכב יכולה לייצר מיליוני מהם בכל שנה. מצד שני, ייצור תוסף קשה להיכנס לשרשרת האספקה ​​המרכזית מכיוון שהוא לא מאוד יעיל. כמו כן, ויסות זרימת קווי מתכת במהלך פרזול קלאסי יכול להגביר מאוד את חוזק העייפות של חלקים. זה עדיין הכרחי להכנת העומס העיקרי-לרכיבים מבניים של מטוסים.
2. הצבת "שוק הנישה" לעיבוד פוסט-במקום הנכון
היתרון העיקרי של עיבוד שלאחר-הוא שהוא עונה על הצרכים של "מורכבות גבוהה, גודל אצווה נמוך ודיוק גבוה". לדוגמה, בחלל, יש להשתמש בליטוש אלקטרוכימי (ECP) כדי להסיר את ערוץ הזרימה הפנימי של חרירי דלק מודפסים בתלת מימד. זה נעשה כדי להפחית את הקוצים והתנגדות הזרימה, מה שקשה לעשות עם עיבוד שבבי מסורתי עבור ארכיטקטורות מיקרו-ערוצים כאלה. ברפואה משתמשים במיקרו כרסום לשינוי שורשי ההברגה של שתלים מותאמים כך שיתאימו לרקמת העצם של המטופל. זה משהו ששיטות סטנדרטיות לא יכולות לעשות.
3. הדפוס של "אבולוציה שיתופית" באופן שילוב הטכנולוגיה
התהליך המרוכב של "תוסף+חיסור" יהיה המוקד העיקרי של יריבות בתעשיית הייצור בעתיד. לדוגמה, תוכנת סימנס NX אפשרה מסלולי ייצור תוסף ועיבוד CNC של חמישה-צירים לעבוד יחד כדי לייעל זה את זה. הוא עושה זאת על ידי שימוש בטכנולוגיית תאומים דיגיטליים כדי לחזות עיוות ויצירת תוכניות פיצוי אוטומטית כדי לשמור על דיוק העיבוד מתחת ל-0.01 מ"מ. כמו כן, שילוב של מערכות טיפול בחום עם פלטפורמות דיגיטליות כמו Simplified Cloud Zero Code System יכול להפוך לולאות בקרת ייצור, מה שהופך את ההבדל בעלויות בין עיבוד שלאחר-לשיטות מסורתיות לקטן עוד יותר.