1, "מארדות" על עיקרון טכני בהרמה, ההבדל בין ייצור תוספים לייצור חיסור הוא הכל "מגרדים לחלק הסוף".
טכנולוגיית ייצור תוספות מתכתית מרכזית היא "שכבה על ידי הצטברות שכבה", בה אבקות מתכת או חוטים נמסים ומופקדים שכבה בשכבה באמצעות מקורות אנרגיה כמו לייזרים או קורות אלקטרונים, וכתוצאה מכך ייצור ישיר של רכיבים מוצקים מדגמים דיגיטליים. התהליך האופייני שלו כולל:
התכה של לייזר סלקטיבי (SLM): תהליך ייצור תוספים המשתמש בלייזר אנרגיה גבוה- כדי להמיס באופן סלקטיבי שכבת אבקת מתכת לפי שכבה, המשמשת לעתים קרובות לייצור רכיבים מבניים מורכבים כמו תאי בעירה של מנועי מטוסים, או כלי לחץ כורי גרעיני ומדריכי חום.
התכה של קרני אלקטרונים (EBM) תהליך נמס ואקום באמצעות קרן אלקטרונים, קצב תצהיר גבוה ומאפייני לחץ נמוכים שנותרו לייצור חלקי תעופה של סגסוגת טיטניום.
ייצור תוספות קשת (WAAM): הצטברות מתכת על ידי התכת חוטי מתכת והוספת שכבה בשכבה עם זרוע רובוטית על ידי קשת חשמלית כמקור חום. זה מושלם ליצירה מהירה של חפצי מבנה גדולים, כמו מדחפי ספינות ומגדלי טורבינת רוח.
בסביבת הייצור המחסור, 'שכבה לפי הסרת שכבה' מתבצעת כאשר בדרך כלל משמשים לכלי טחינה, קידוח וטחינה כדי להסיר חומר מהמקור (מלאי) ובכך להשיג את הגיאומטריה הסופית. הענפים הטכניים שלה כוללים:
WORK_HEALTHCNC עיבוד: מחשב - נתיב כלים מבוקר יכול לממש גבוה - עיבוד מישור מורכב דיוק, והוא נמצא בשימוש נרחב בחסימת צילינדר מנוע רכב ובחלקים מבניים של מטוסים.
עיבוד פריקה חשמלי (EDM): שימוש בפריקה חשמלית על חומרי מתכת תחריט, החל על עיבוד הדיוק של חומרי עיבוד קשים, כולל סגסוגת קשה, פלדת עובש.
חיתוך לייזר / חיתוך מים: טכניקה זו חותכת קורות אנרגיה גבוהות {}} או גבוה - זרימת מים לחץ של חומרים לייצור מהיר של חלקים מישוריים דו מימדיים.
ההבדל המהותי: ייצור תוספים נפטר מהשילוב של עובש ותלות מתקן של ייצור מסורתי שיכול להכיל "עיצוב חינם"; אמנם ייצור חיסור טוב יותר בדיוק, באיכות פני השטח ומתאים במיוחד לאצווה - ייצור נורמטיבי.
2, תרחישי יישומים: ההבדל בין התאמה אישית למדרגיות
יתרונות של ייצור תוסף מתכות:
קטן - ייצור בהתאמה אישית של אצווה: תוסף יכול לספק במהירות את הדרישות המותאמות אישית - משהו שיש לו יישומים במגזרים כמו תעופה וחלל ושתלים רפואיים. לדוגמה, רכיבי המבנים של סגסוגת הטיטניום הגדולה של המטוס המקומי, המפותחים על ידי Bolite, מודפסים התלת מימד במקום טכנולוגיה מסורתית, כדי להפחית את מחזור המסירה ואת העלות, והם גם מועילים לקל משקל וחסכון דלק.
ייצור של חלקים מבניים מורכבים: AM יכול לייצר גיאומטריות ממבנים אופטימליים לטופולוגיה, בלתי ניתנים לביצוע בייצור מסורתי. לדוגמה, על ידי EBM Technology Ge Aviation יכול לתכנן ולייצר להבים טיאליים, שמשקלו רק מחצית מהסגסוגת ניקל, וכתוצאה מכך חיסכון בצריכת דלק עבור המנוע.
שילוב קל - שילוב: תכנון משולב יפחית את כמות החלקים, ואמינות החלק תוגדל בתנאי טכנולוגיית ייצור תוספים (AM). לדוגמה, ישנו ארגון, המפתח תלת מימד - ירך מודפסת - שתל משותף המבוסס על תכנון חומר שיפוע, מאפשר לו לספוג בהדרגה בגוף ללא התרחשות הפעולה המשנית.
תרחישים ישימים לייצור חיסור:
ייצור סטנדרט המוני: באזורים מסוימים כמו מכשיר רכב ומכשיר ביתי, ייצור חיסור יכול להשיג ייצור גדול של כמות- בעזרת עובש וקו אוטומטי. הדיור המנועי של דגם טסלה למשל, הוא מכונה CNC, כאשר חלק בודד עלות נמוך יחסית וחספוס פני השטח נמוך יחסית.
דרישת עיבוד דיוק גבוהה: ישנם שדות שלא ניתן להחליף ביעילות ההסרה, כמו למשל בתחום ציוד אופטי ורכיבי מוליכים למחצה. לדוגמה, עדשות אופטיות של Zeiss מייצרות דיוק פני השטח בטווח הננומטר בטכנולוגיית שחיקת דיוק במיוחד.
ייצור הרכבה מבנית גדולה: עבור רכיבים יותר מכמה מטרים, ייצור חיסור הוא עלות ויעילות יתרון יותר. לדוגמה, להבי מדחף ספינות כאלה יכולים להיות תואמים להנדסת אוקיינוס דרישה גבוהה במיוחד לגודל ולעוצמה נעשית באמצעות עיבוד טחינת CNC.
3, יעילות עלות: הקרב בין השקעה לטווח הקצר לערך לטווח הארוך
העלות 7 של ייצור תוסף:
מחיר: מדפסות תלת מימד מתכתיות תעשייתיות הן יקרות ויש להפעיל אותה לצד ציוד עיבוד של POST- כגון תנורי לחיצה איזוסטטיים חמים וכלי מכונה CNC.
עלות חומרים גבוהה: מחיר אבקת מתכת (כגון סגסוגת טיטניום, סגסוגת מבוססת ניקל {}}) גבוהה פי כמה מזו של מוט משותף, ומוגבלת על ידי הטכנולוגיה לשימוש.
צוואר בקבוק בקנה מידה: זמן הייצור של חומר עבודה יחיד קשור באופן אקספוננציאלי למורכבות של חומר העבודה, ויעילות הייצור בקנה מידה גבוהה יותר מזו של ייצור חיסור.
יתרונות עלות של ייצור חיסור:
מחיר יחידה נמוך: לאחר ביצוע התבנית, עלות החתיכה נמוכה בהרבה כאשר הכמות גדולה יותר; זה מתאים לכמות התפוקה השנתית היא יותר מאלף.
ניצול חומרים גבוה: השימוש בחומרים של עיבוד CNC הוא מעל 90%, וניתן למחזר את הגרוטאות ולשימוש בו מחדש.
גורמים המשפיעים על היווצרות פגמים בשכבה הם גבוהים: טכנולוגיית הייצור המחסור חוותה עשרות שנים של איטרציה, והיא התפתחה לרמה תעשייתית מבחינת יציבות ציוד ודיוק.
עירוי סינרגיה: השילוב של ייצור תוספים וייצור חיסור משנה את המתמטיקה. לדוגמה, המכונה ההיברידית "חיסור תוסף" שפותחה על ידי טכנולוגיית פלטינה מייצרת את הגוף בחלקה על ידי הדפסת תלת מימד ואז מעדפת אותה על ידי CNC, שמגנימה את עלות הייצור של להבי AeroEngine ב - בדרך.
יכולת הסתגלות חומרית: ממתכת יחידה לחומר מורכב נשברת.
חדשנות חומרית בייצור תוספים:
Multi - הדפסת חומרים: ניתן להדפיס קרמיקה מתכתית ומתכתית באמצעות מספר זרבובית או טכנולוגיית אבקה מעורבת. לדוגמה, חברה אחת פיתחה שתל אורתופדי מודפס תלת -ממדי - תוך שימוש במורכב של טיטניום - allay ו- hydroxyapatite לצורך יעילות טובה יותר של קשירת עצם.
תכנון חומרי שיפוע: על ידי בקרה על חלוקת רכיבי אבקה, ניתן להשיג קואקסיאלי המשתנה בתכונות החומר. לדוגמה, זרבובית של מנוע טילים שנוצרה על ידי חברה אחת עשויה מסגסוגת מיוחדת מבוססת ניקל שיכולה לעמוד בטמפרטורה גבוהה בשכבה הפנימית ובחומר סגסוגת אלומיניום קל משקל בשכבה החיצונית, ולכן כולם מחוברים באופן חלקה הדפסת תלת מימד.
מגבלות חומרים של ייצור חיסור:
דרגת סיווג קושי בעיבוד: חיסור ייצור של קשיות חומרים קרובים ודרישות פלסטיות. למשל חומרים חדשים כמו סגסוגות אנטרופיות גבוהות או תרכובות אינטר -מטאליות אלומיניום טיטניום עשויות לעבד בטכניקות עיבוד קונבנציונאליות בגלל ביצועי החיתוך הנמוכים שלהם.
קשיים בעיבוד מרוכבים: מרוכבים מחוזקים של סיבי פחמן (CFRP) נוטים להפיל, ליצור חוטים ולייצר בעיות אחרות בעיבוד חיסור והם זקוקים לתנאי חיתוך ספציפיים.