Aftrekend vs Toevoegend: De Juiste Rapid Prototyping Methode Kiezen

Nu additieve fabricage en 3D-printers zo'n hot topic zijn, is het belangrijk om te onthouden waarom aftrekende processen zoals frezen nog steeds ongelooflijk belangrijk zijn voor rapid prototyping. Maar laten we eerst enkele voordelen en beperkingen van additieve rapid prototyping (of direct digitale fabricage) bekijken.

Voordelen van Additieve Rapid Prototyping

Het proces van additieve rapid prototyping voegt en smelt materialen zoals vloeibare harsen samen, laag op laag, om een 3D-object te produceren vanuit modeldata. Additieve rapid prototyping is doorgaans eenvoudig, relatief goedkoop en snel. Additieve rapid prototyping stelt ook een aanzienlijke complexiteit binnen kaviteiten of interne gebieden van een deel toe die onderhaken zouden vereisen en zelfs onmogelijk zouden zijn met aftrekende processen zoals frezen.

Beperkingen van Additieve Rapid Prototyping

Het primaire nadeel van additieve rapid prototyping is dat het resulterende deel meestal niet gemaakt is van een eindgebruiksmateriaal zoals metaal… en zelfs als het wel zo is, mist het structurele integriteit. Dat komt omdat het punt waar de ene laag aan de andere wordt verbonden, de fysieke kracht mist die getoond wordt door een massief blok van hetzelfde materiaal (zonder lagen of verbindingen).

Aftrekende Rapid Prototyping met Eindgebruiksmaterialen

Aftrekende rapid prototyping biedt de mogelijkheid om te prototypen in eindgebruiksmaterialen. Aangezien frezen of bewerken materiaal verwijdert uit een groter stuk materiaal, heeft het afgewerkte deel een massieve samenstelling in plaats van een gelaagde samenstelling zoals bij additieve rapid prototyping met 3D-printers. Dit levert een hogere structurele integriteit op wat cruciaal is als het prototype deel wordt gebruikt in producttesten. Producttesten met een deel gemaakt door aftrekend prototypen maakt een accurate analyse van de haalbaarheid en zelfs duurzaamheid van het deel mogelijk, aangezien het gemaakt is van hetzelfde materiaal dat voor productieonderdelen zal worden gebruikt.

Een Breder Bereik aan Oppervlakteafwerkingen en Texturen met Aftrekend Prototypen

Aftrekende rapid prototyping processen bieden ook een breder bereik aan oppervlakteafwerkingen voor het voltooide prototype in tegenstelling tot de standaard "getrapte afwerking" die vaak bereikt wordt bij additieve rapid prototyping met een 3D-printer. Dit kan variëren van een volledig glad oppervlak met een spiegelafwerking tot afwerkingen met gefreeste of gegraveerde texturen. Op deze manier is aftrekende rapid prototyping met een high-speed CNC freesmachine in staat om prototype onderdelen te produceren met een herhaalbaarheid geschikt voor eindgebruiksproductie. De gladde oppervlakteafwerking die bereikt kan worden met high-speed machining kan functioneel nuttig zijn als het gegeven deel moet glijden en esthetisch nuttig als het prototype wordt gebruikt in markttesten.

Additieve Rapid Prototyping vs. Aftrekende Rapid Prototyping

Om de bovenstaande punten te illustreren, vroegen we onze applicatie-ingenieurs om snel een deel te prototypen met zowel additieve als aftrekende processen. Aangezien onze favoriete naschuurtijd (knipoog, knipoog) tafelvoetbal is, besloten ze een "vervangend" tafelvoetbalmannetje te maken voor testen. Deze beslissing was gebaseerd op een echt levensbehoefte – aangezien we onlangs een van de mannetjes die bij onze vintage 1985 tafelvoetafel hoorde, hadden gebroken. Met additieve rapid prototyping (3D-printen), waren ze in staat om een heel basaal tafelvoetbalmannetje te ontwerpen in ongeveer 90 minuten. Vanaf daar begonnen ze te printen en in net meer dan een uur was het onderstaande deel voltooid.

Met aftrekende rapid prototyping (high-speed frezen) duurde het programmeren van het deel aanzienlijk langer en klokte in op 3 uur 45 minuten. Echter, het frezen van het onderstaande deel was aanzienlijk sneller dan 3D-printen en duurde 28 minuten.

Producttesten: Een Additief Rapid Prototype vs. Een Aftrekend Rapid Prototype

Nou, je wist dat we het deel moesten "testen" toch? Dus, in een reeks van 4 vrij hevige wedstrijden met elk prototype, hier is wat we vonden. In termen van functionaliteit en duurzaamheid was het aftrekende prototype de duidelijke winnaar. Niet alleen duurde het door de 4 wedstrijden, de massieve samenstelling van het deel zorgde voor sterkere schoten met hoge snelheid. Bovendien zou het duidelijk honderden meer wedstrijden volhouden. In vergelijking, begon het 3D-geprinte deel halfweg wedstrijd 3 tekenen van delaminatie aan de rechterkant te tonen – en bij wedstrijd 4 moesten we het met een beetje plakband repareren om door de rest van onze "producttest" te komen. De schade aan het deel onthulde de interne samenstelling van het 3D-geprinte deel zoals hieronder te zien.

De tamelijk holle aard van dit deel warf wat licht op waarom we geen sterke schoten konden bereiken met dit tafelvoetbalmannetje. Bij het analyseren van de resulterende oppervlakteafwerking op beide delen, vonden we dat het aftrekende prototype… nou ja, simpelweg aantrekkelijker was. Bovendien bood het freesproces meer flexibiliteit om verschillende oppervlakteafwerkingen te bereiken. Bijvoorbeeld, we wisten het merendeel van het aftrekende prototype heel glad te maken terwijl we de voetsectie een meer getekstureerde afwerking gaven voor extra "grip" of balcontrole. In tegenstelling, diende de inherent "getrapte" oppervlakteafwerking op het additieve prototype goed in termen van balcontrole… maar was niet erg aantrekkelijk over het hele deel.

De Ultieme Aftrekende Rapid Prototyping CNC Machine:

Vorige jaar de introductie van de DATRON neo compacte high-speed freesmachine maakt aftrekende rapid prototyping meer betaalbaar en haalbaar dan ooit. Plus de compacte grootte en touchscreen bediening maken het gemakkelijk te gebruiken en te passen in de meest krappe "lab-achtige" omgeving.