هل تحتاج إلى 20 قطعة معدنية فقط؟ كيفية معرفة ما إذا كانت الطباعة ثلاثية الأبعاد تتفوق على CNC

تحتاج فقط إلى 20 قطعة معدنية. يعود عرض أسعار CNC أعلى من المتوقع لأنه لا يزال يتعين دفع تكاليف البرمجة والتركيبات ووقت المقالة الأولى-بالكامل. تمتد المهلة الزمنية أيضًا. في هذا الحجم، يبدأ العديد من المشترين في التساؤل عما إذا كانت المكونات المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد ستتكلف بالفعل أقل وستصل في وقت أقرب.

الجواب ليس تلقائياً. عادةً ما تحدد مجموعة من الأسئلة العملية حول الهندسة والتوقيت واستقرار التصميم والتسامح والمواد العملية التي ستفوز. هنا كيفية العمل من خلالهم.

لماذا تعتبر 20 قطعة كمية "صعبة"؟

عشرون قطعة تقع في منطقة وسطى محرجة. إنها صغيرة جدًا بالنسبة لـ CNC لتوزيع تكاليف الإعداد بشكل مريح، ولكنها كبيرة بما يكفي بحيث لا يزال الناس يترددون في تغيير العمليات.

في مهمة CNC، غالبًا ما تهيمن البرمجة وتصميم التركيبات وتصحيح الأخطاء على السعر. وبمجرد تغطية تلك التكاليف الثابتة، يصبح كل جزء إضافي رخيصًا نسبيًا. عند 20 قطعة فقط، تضررت هذه التكاليف الثابتة بشدة. تعمل الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد على العكس من ذلك: لا توجد أدوات تقريبًا، ولكن تكلفة أعلى لكل جزء مدفوعة بوقت الآلة والمسحوق والمعالجة اللاحقة-.

ومن الناحية العملية، غالبًا ما تقع نقطة التعادل-بين المسارين بين 10 و50 جزءًا. التعقيد يحرك هذا الرقم. عندما يحتوي الجزء على قنوات داخلية أو شبكات أو أشكال عضوية تجبر على عمل محاور متعددة- أو عمليات تقسيم-و-لحام على CNC، يمكن أن ينخفض ​​التقاطع إلى المراهقين المنخفضين. الأجزاء المنشورية البسيطة التي يمكن تصنيعها بسهولة من مخزون القضبان قد تظل تفضل CNC حتى بعد 30-40 قطعة.

تكلفة الإعداد مقابل تكلفة الجزء-الجزء

يحمل CNC إعدادًا عاليًا وتكلفة هامشية منخفضة

تتميز الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد (SLM) بإعدادات منخفضة وتكلفة هامشية أعلى

عند 20 قطعة، لا تزال عقوبة إعداد CNC كبيرة، ولهذا السبب تستحق الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد لطلبات الدفعات الصغيرة التحقق من المهام المعقدة.

كيف تعمل الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد (SLM) باللغة الإنجليزية البسيطة

يقوم الصهر بالليزر الانتقائي ببناء الجزء عن طريق نشر طبقة رقيقة من المسحوق المعدني وإذابة المناطق المطلوبة بالليزر. تتكرر الدورة حتى يصبح الجزء صلبًا. إنها في الأساس عبارة عن لحام جسم كامل من المسحوق، شريحة رقيقة واحدة في كل مرة.

ثلاثة أشياء تهم المشترين أكثر:

ليست هناك حاجة إلى تركيبات أو فكوك ناعمة.

التعقيد مثل القنوات الداخلية أو الشبكات لا يرفع السعر كما هو الحال في التصنيع.

يمكن غربلة المسحوق غير المستخدم وإعادة استخدامه في ظل ظروف خاضعة للرقابة، مما يحافظ على انخفاض نسبة هدر المواد.

هذا المزيج هو السببنماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد SLMغالبًا ما تكون أسرع طريقة لاختبار التصميم المعقد قبل الالتزام بأي أدوات.

ما هي المواد التي يمكن طباعتها؟

تشمل الخيارات الشائعة في الأنظمة الصناعية الفولاذ المقاوم للصدأ 316L و17-4PH، والألومنيوم AlSi10Mg، والتيتانيوم Ti6Al4V والعديد من درجات Inconel. يقدم الموردون المحترفون بشكل روتيني شهادات المواد وإمكانية تتبع دفعة المسحوق.

5 أسئلة للاختيار بين الطباعة ثلاثية الأبعاد وCNC

العمل من خلال هذه النقاط الخمس. تشير الإجابات عادةً بوضوح بطريقة أو بأخرى لطلب مكون من 20 قطعة.

هل الشكل معقد؟
عادةً ما تجعل قنوات التبريد الداخلية أو الهياكل الشبكية أو التخفيض الكبير في الوزن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي الطريق- الأقل تكلفة. الكتل أو الأجزاء البسيطة التي يمكن قطعها من مخزون القضبان القياسية تظل دائمًا أرخص على CNC.
إذا كانت الهندسة تفرض استخدام الآلات متعددة-المحاور أو خطوات التقسيم-واللحام-، فإن المواد المضافة تميل إلى الفوز حتى عند الحجم المنخفض.

ما مدى السرعة التي تحتاجها للأجزاء؟
يمكن لمتجر SLM قادر في كثير من الأحيان تحويل 20 جزءًا خلال 7 إلى 14 يومًا، بما في ذلك المعالجة الحرارية والتشطيب الأساسي. قد لا يزال CNC بحاجة إلى تصميم التركيبات وجدولة الماكينة التي تدفع نفس المهمة لفترة أطول.
عندما يكون التقويم ضيقًا والشكل ليس بسيطًا، غالبًا ما تصل الطباعة إلى هناك أولاً.

هل سيتغير التصميم بعد الدفعة الأولى؟
إذا كانت المراجعات محتملة، فإن الإضافة تبقي الباب مفتوحا. لا يوجد تركيب للإلغاء ولا يوجد برنامج CNC طويل لإعادة الكتابة. يعمل CNC على تثبيت التصميم الحالي بقوة أكبر.
تفضل التصميمات المتطورة دائمًا الطباعة بهذه الكمية.

ما التسامح والانتهاء من السطح الذي تحتاجه؟
نظرًا لأن-أسطح SLM المبنية تقع عادةً في نطاق Ra 10–25 ميكرومتر، وغالبًا ما تحتاج إلى معالجة ثانوية أو تلميع على الوجوه المهمة. يمكن لـ CNC تحمل تفاوتات أكثر إحكامًا وإنهاء أفضل للآلة مباشرة.
عندما تحتاج العديد من الميزات إلى ±0.05 مم أو أفضل، أو سطحًا ناعمًا بدون عمل إضافي، فإن CNC (أو الطباعة الهجينة-زائد-) تكون عادةً أكثر أمانًا. إن التفاوتات الوظيفية التي يمكنها قبول بعض عمليات المعالجة اللاحقة-تجعل المادة المضافة النقية قابلة للتطبيق.

ما هي المواد التي تستخدمها؟
تتوفر معظم السبائك الهندسية الشائعة في كلتا العمليتين. في بعض الأحيان تفضل السبائك التي يصعب -تصنيعها-الآلات أو السبائك باهظة الثمن استخدام المواد المضافة نظرًا لعدم وجود-تآكل لأدوات القطع. غالبًا ما يظل-تصنيع-الألمنيوم أو قطع الفولاذ مجانًا- أرخص عند استخدام CNC حتى عند 20 قطعة.

مقارنة سريعة للعمل ذو الحجم المنخفض-.

يلتقط هذا العرض -بجانب-الجانب الجانبي الاختلافات العملية في الطباعة ثلاثية الأبعاد مقابل الطباعة باستخدام الحاسب الآلي لإنتاج كميات منخفضة.

حالة حقيقية: ما تعلمناه من مشروع غير قابل للصدأ مكون من 20 قطعة

كانت إحدى الشركات المصنعة للمعدات الأوروبية بحاجة إلى 20 دعامة من الفولاذ المقاوم للصدأ-تحتوي على قنوات سوائل داخلية. كان سعر CNC الأصلي مرتفعًا. كان إنشاء هذه القنوات يتطلب إما تصنيعًا متعدد-محاور من مادة صلبة أو تقسيم الجزء، وتصنيع الممرات، ثم لحامها أو لحامها معًا مرة أخرى-وهو أمر مكلف ويستغرق وقتًا-. ونقلت المهلة في ما يقرب من أربعة أسابيع.

أرسلوا نفس الملفات لمكونات معدنية مطبوعة ثلاثية الأبعادمراجعة. تناسب الهندسة SLM جيدًا: يمكن بناء القنوات بشكل نظيف ولا يحتاج سوى عدد قليل من وجوه الختم إلى معالجة خفيفة بعد ذلك. تمت طباعة الأجزاء في 316L، مع تخفيف الضغط-، وتم الانتهاء من وجوه الختم. وكان إجمالي التحول 11 يوما. جاءت تكلفة الوحدة أقل بنسبة 30٪ تقريبًا من رقم CNC. الأبعاد الحرجة محفوظة ضمن ± 0.12 مم.

تم اتباع دفعتين صغيرتين إضافيتين مع تعديلات طفيفة فقط على التصميم-وهو أمر كان من شأنه أن يعني تركيبات جديدة أو إعادة برمجة مهمة على مسار CNC. وكانت القنوات الداخلية هي العامل الحاسم. بمجرد أن أدت هذه الميزات إلى زيادة تكلفة التصنيع وتعقيده، أصبح الطلب الإضافي المكون من 20 قطعة أسرع وأقل تكلفة.

عندما يظل CNC هو الخيار الأفضل

الطباعة ثلاثية الأبعاد ليست هي الفائزة التلقائية بحجم منخفض.

يظل CNC هو الخيار الأقوى عندما:

الجزء منشوري أو يمكن تصنيعه من شريط أو لوحة قياسية بمسارات أدوات مباشرة.

أنت بحاجة إلى تفاوتات أكبر من ±0.05 مم عبر العديد من الميزات، أو تشطيب سطحي ناعم بدون عمليات ثانوية.

تم تجميد التصميم بالكامل ويمكنك إعادة طلب نفس الجزء بكميات أكبر لاحقًا.

آلات المواد بسهولة ورخيصة.

في تلك الحالات، من الصعب تبرير التكلفة الأعلى-لجزء من المادة المضافة، حتى عند 20 قطعة. سيقول المورد الموثوق ذلك بدلاً من الضغط على الطباعة عند كل استفسار.

كيفية اختيار شركة تصنيع موثوقة للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد

إذا كانت الأسئلة أعلاه تشير إلى المواد المضافة، فإن المرشح التالي هو المورد نفسه. تشمل الفحوصات المفيدة ما يلي:

التأكيد على أنهم يمتلكون آلات SLM صناعية (العلامة التجارية، حجم البناء، عدد الليزر) بدلاً من الاستعانة بمصادر خارجية لكل شيء.

شهادات المواد وإمكانية تتبع مجموعة المسحوق-.

مسح إمكانية -المعالجة اللاحقة-المعالجة الحرارية، وإزالة الدعم، والتشطيب والفحص باستخدام الحاسب الآلي.

نموذج تقرير الأبعاد من وظيفة مماثلة.

اتصال سريع الاستجابة وواضح تقنيًا في تجربة صغيرة.

تساعد هذه النقاط في فصل الشركة المصنعة للطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية الحقيقية أو مصنع الطباعة SLM 3D عن الشركة التجارية. وتضيف سجلات العمليات المتسقة والرغبة في مشاركة بيانات التفتيش مزيدًا من الثقة.

التعليمات

هل الطباعة ثلاثية الأبعاد أرخص من CNC لـ 20 جزءًا؟
ذلك يعتمد على الهندسة. غالبًا ما تكون الأجزاء ذات الميزات الداخلية أو الأشكال المعقدة أرخص وأسرع مع المواد المضافة. عادةً ما تظل الأجزاء البسيطة التي يمكن تصنيعها بسهولة أرخص على CNC.

ما هو الحد الأدنى للطلب للمكونات المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد؟
يقبل معظم الموردين الصناعيين القطع المفردة. تعتبر العشرين جزءًا كمية إنتاج مريحة لـ SLM وغالبًا ما يتم تعبئتها على الماكينة بشكل أكثر كفاءة من النموذج الأولي الوحيد.

كم من الوقت يستغرق تصنيع 20 قطعة؟
تحول نموذجي لنماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد SLMوالدفعات الصغيرة تستغرق من 7 إلى 14 يومًا بما في ذلك المعالجة الحرارية والتشطيب الأساسي، بشرط توافر السعة وأن يكون التصميم -جاهزًا للطباعة.

هل الأجزاء المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد قوية مثل أجزاء CNC؟
مع السبائك الصحيحة ومعلمات العملية والمعالجة الحرارية، تكون الخواص الميكانيكية قابلة للمقارنة مع المواد المشغولة أو المصنعة آليًا في العديد من التطبيقات. قد تظل أجزاء الإجهاد أو الضغط الحرجة بحاجة إلى اختبارات إضافية أو ضغط متساوي الضغط الساخن.

هل يمكنك إنشاء نموذج أولي أولاً ثم توسيع نطاقه؟
نعم. يقوم العديد من المشترين بطباعة نموذج أولي أو نموذجين، ثم تحسين التصميم، ثم تشغيل الدفعة المكونة من 20 قطعة في نفس العملية. يعد هذا المسار أكثر مرونة بكثير من الالتزام بتركيبات CNC مبكرًا.

إذا كنت تنظر إلى طلب معدني مكون من 20 قطعة وكان الشكل الهندسي أو الجدول الزمني أو استقرار التصميم يجعل الاختيار غير واضح، فأرسل الرسومات والمتطلبات الأساسية. ستظهر مراجعة قصيرة للشكل والمواد والتسامح والجدول الزمني ما إذا كانت المكونات المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد أو CNC التقليدية هي الطريق الأكثر عملية لحالتك المحددة.