3D spausdinimas ir apdirbimas dažnai vertinami kaip „konkurentai“, tačiau jie gali būti ir „partneriai“. 3D spausdinimo dalis dažnai reikia apdirbti, kad būtų didesni tolerancijos nuokrypiai ir geresnė paviršiaus apdaila. Tuo tarpu dalys, kurios kažkada buvo frezuotos iš vientiso metalo bloko, gali būti 3D spausdinamos greičiau ir sudėtingesnėmis formomis. Vis daugiau hibridinių gamybos mašinų sujungia 3D spausdinimą ir CNC mašinas į vieną paketą, kad būtų galima geriau automatizuoti ir pagreitinti dalių gamybą. Taigi, kaip jiems sekasi? Kokia hibridinės gamybos ateitis?
Hibridinės gamybos įrangos gamintojai teigia, kad hibridinė technologija įveikia abiejų technologijų trūkumus, todėl gamintojams leidžia greičiau ir mažesnėmis sąnaudomis pagaminti tikslesnes, kokybiškesnes dalis. Tai mažiau švaistoma nei vien apdirbant, efektyviau ir tiksliau nei vien 3D spausdinimas, nereikia rankiniu būdu perkelti dalių arba programuoti dviejų skirtingų įrenginių.
△ Tiesioginio energijos nusodinimo ir CNC frezavimo derinys
Kas yra hibridinis CNC{0}}D spausdintuvas?
Hibridinė gamyba yra palyginti naujas metodas, apjungiantis adityvų ir atimantį gamybos metodus vienoje mašinoje. Šios mašinos naudoja 3D spausdinimą, kad išgautų beveik tinklines metalines ar plastikines dalis. Tada dalis yra frezuojama iki reikiamų leistinų nuokrypių kitu įrenginio įrenginiu arba įrankio galvute. Su hibridine gamyba gamintojai (ir jų klientai) gali gauti sudėtingas geometrijas, gaunamas naudojant priedų gamybą, ir frezavimo paviršiaus kokybę. Šios mašinos puikiai tinka ne tik dalių gamybai nuo nulio, bet ir naujoms funkcijoms pridėti prie esamų dalių, atlikti dalių remontą ir dengti dalis prieš atliekant apdirbimo operacijas.
Hibridinės gamybos mašinos skiriasi priklausomai nuo gamintojo, tačiau paprastai skirstomos į dvi kategorijas: nuoseklioji hibridinė gamyba ir alternatyvi hibridinė gamyba.
△ CNC apdirbimas po 3D spausdinimo, kad paviršius būtų lygus
● Nuoseklios hibridinės gamybos mašinos pirmiausia užbaigia visą AM procesą, kuris gamina 3D spausdintas beveik tinklinės formos dalis prieš pradedant atimties procesą.
● Alternatyvios hibridinės gamybos mašinos keičiasi tarp AM ir frezavimo agregatų viso gamybos proceso metu. Kai kurios alternatyvios hibridinės mašinos gali net AM spausdinti likusią dalį apdirbdamos dalį.
Hibridinė gamyba yra perspektyvus sprendimas ne tik taisyti esamus komponentus, bet ir gaminti prototipus ir funkcines galutinio naudojimo dalis. Hibridinė gamyba ypač patraukli mažesnėms įmonėms, kurioms reikia tiek priedų gamybos, tiek apdirbimo galimybių. Šios mašinos leidžia gaminti dvi (arba mišrias) dalis neinvestuojant į dvi mašinas. Jis taip pat gali patenkinti didelius tam tikrų pramonės šakų reikalavimus, pvz., dalių sudėtingumą ir produktyvumą automobilių ir kosmoso srityse.
Hibridinių gamybos mašinų privalumai ir trūkumai
Hibridinė gamyba turi daug pranašumų, palyginti su grynaisiais AM arba atimties metodais:
●Vienas svarbiausių jos privalumų – galimybė padidinti našumą. Kadangi ir AM, ir apdirbimo procesai vyksta vienoje mašinoje, nereikia keisti dalių ir iš naujo kalibruoti įrangos. Apdirbimo ląstelės taip pat gali iš dalies arba visiškai pakeisti rankinį AM apdirbimą, kuris taip pat pagreitina gamybą.
●Hibridinė gamyba gali pasiekti didesnį tikslumą ir mažesnius nuokrypius nei dauguma atskirų 3D spausdintuvų. Papildoma gamyba gali sukurti sudėtingesnes geometrijas ir dalių struktūras nei apdirbant, pvz., dalių integravimą, vidinius kanalus ir grotelių užpildymą. Vienoje mašinoje gaminant visą detalę taip pat sumažėja apdirbimo defektų ar klaidų tikimybė.
●Hibridinės mašinos leidžia vienoje dalyje naudoti kelias medžiagas, todėl žymiai pagerinamos mechaninės savybės ir sutaupomos išlaidos. Silpnesnes dalis galima apklijuoti tvirtesniais metalais, pridėti aukštos kokybės medžiagų, kad pagerintų detalių judėjimą ar šilumos perdavimą, arba sutaupyti medžiagų sąnaudų naudojant brangias medžiagas tik ten, kur jų reikia.
●Hibridinė gamyba gali sumažinti pradines investicijas ir veiklos sąnaudas. Pigiau pirkti hibridinę mašiną iš karto nei CNC mašiną ir pramoninį 3D spausdintuvą vienu metu. Viena hibridinė mašina sunaudoja mažiau energijos ir reikalauja mažiau ploto nei atskiri AM ir CNC įrenginiai.
△ Dalys su tokiomis funkcijomis kaip vidiniai aušinimo kanalai
Neseniai atliktas tyrimas parodė, kad hibridinė gamyba pašalina atimties metodų švaistymą ir sumažina medžiagų suvartojimą iki 97 proc. Su DED/CNC staklėmis taip pat galima pridėti medžiagos tik į pasirinktas vietas. Šie naudotojai taiso pažeistus komponentus ir pagreitina gamybą pridėdami metalo į dalis, pvz., naudojamas jūrų ir naftos bei dujų pramonėje. Tuo pačiu metu CNC blokas gali apdoroti smulkias vidines struktūras tarp medžiagų nusodinimo procedūrų.
Nepaisant didžiulių pranašumų, hibridinė gamyba neatitinka visų gamybos poreikių ir turi tam tikrų trūkumų:
●Nors šios mašinos gali sumažinti pradines investicijas, jos nėra pigios ir gali viršyti mažos įmonės biudžetą.
● Hibridinės mašinos valdymas gali būti sudėtingas, todėl operatorius turi gerai išmanyti 3D spausdinimą ir CNC apdirbimą, kad nustatytų geriausią tam tikros dalies gamybos būdą.