Hoe additieve productie en traditionele productie complementaire processen zijn

Additive manufacturing, ook wel 3D-printen genoemd, is het proces waarbij een product wordt gemaakt met behulp van 3D-objectscanners of computer-aided design (CAD)-software om laag op laag materiaal in precieze geometrische vormen af ​​te zetten, in tegenstelling tot traditionele subtractieve productieprocessen waarbij het verwijderen van lagen uit een blok materiaal om een ​​ontwerp te bouwen. Het in stukken snijden van een metalen staaf is bijvoorbeeld een heel eenvoudig voorbeeld van een traditioneel productieproces. Met de grote populariteit van 3D-printen en de beschikbaarheid van meer geschikte metalen, kijken fabrikanten er echter naar uit om beide processen in de productielijn toe te passen. Het doel is om additieve productie en traditionele productie te combineren als een complementair proces om een ​​perfecte productafwerking te bieden.

Hieronder bespreken we de voordelen van additive manufacturing en hoe additive manufacturing en traditionele productie samen kunnen worden gebruikt om producten van hoge kwaliteit te maken.

De groeiende populariteit van additieve productie

Veel machinisten, fabrikanten en fabrikanten gebruiken de laatste jaren steeds meer additieve fabricage, omdat het veel voordelen biedt, zoals minder materiaalverspilling. Hier gaan we dieper in op enkele van deze voordelen.

Het beste voor snel prototype- en reserveonderdelenontwerp

De geleidelijke evolutie van 3D-printen heeft grote fabrikanten zoals Boeing, GE en Siemens in staat gesteld om met gemak complexe prototype-ontwerpen te maken. Siemens gebruikt additieve fabricagetechnologie om reserveonderdelen voor zijn verschillende producten te maken, waardoor de reparatietijd in sommige gevallen tot 90% wordt teruggebracht. Bovendien drukt Siemens ze alleen af ​​als dat nodig is, waardoor de kosten in verband met overproductie en andere logistiek worden verlaagd.

Vermindert materiaalverspilling

Werken met een groot blok titanium om onderdelen voor de luchtvaart te produceren, genereert tot 90% afval. Tenzij fabrikanten overwegen de restanten te recyclen, voegen ze simpelweg meer operationele kosten toe op het gebied van afvalbeheer. Het intrinsieke vermogen van 3D-printen om materialen laag voor laag toe te voegen in de precieze vormen die nodig zijn, vermindert de materiaalverspilling die vaak wordt veroorzaakt door subtractieve productiemethoden waarbij overtollig materiaal moet worden verwijderd om een ​​ontwerp te maken.

Verkort de fabricagetijd

Verschillende metalen onderdelen gemaakt van additieve fabricageprocessen kosten minder omdat de tijd die nodig is voor fabricage drastisch wordt verminderd. Complexe vormen kunnen eenvoudig worden geproduceerd zonder gereedschap, matrijzen of mallen. Omdat het onderdeel buiten een machine wordt geprint, kost het ontwerpen van complexe structuren, zoals roosters of honingraten, minder tijd.

Ondanks de vele technologische voordelen, kan additive manufacturing conventionele fabricagetechnieken niet volledig vervangen. Een onderdeel dat door middel van additieve fabricage is geproduceerd, moet mogelijk nog worden bewerkt om de gewenste oppervlakteafwerking te verkrijgen. Daarom overwegen veel fabrikanten een hybride model dat beide processen gebruikt.

Hybride model:gebruik van additieve productie en traditionele productie als een aanvullend proces

Hybride fabricage is een proces dat CNC-bewerking en additieve fabricage combineert, waarbij fabrikanten 3D-printtechnologie gebruiken als hulpmiddel om hun ontwerpbereik uit te breiden, terwijl ze leunen op traditionele CNC-processen om het gewenste product op tafel te krijgen.

Dus waarom is het soms nodig om additieve bewerking en traditionele productie te combineren als een complementair proces? Hoewel additieve fabricage snel en gemakkelijk ingewikkelde geometrische vormen kan produceren, biedt het minder precisie dan CNC-bewerking, omdat de onderdelen die door een 3D-printer worden geproduceerd vaak slechts bijna netvormig zijn. Aan de andere kant is het veel moeilijker om complexe vormen te creëren met traditionele productiemethoden, maar deze methoden kunnen nauwere toleranties aanhouden en kunnen gemakkelijker de gewenste oppervlakteafwerking van het product creëren.

De onderstaande tabel vat de voor- en nadelen van beide methoden samen.

Hybride productie maakt gebruik van het beste van beide productieprocessen en omvat het achtereenvolgens toepassen van additieve en subtractieve processen. Een additieve fabricagemethode zoals Directed Energy Deposition (DED), die een laser- of elektronenstraal gebruikt om materialen te smelten terwijl ze via een mondstuk op een bouwplatform worden afgezet, kan in eerste instantie worden uitgevoerd om het onderdeel te maken. Het onderdeel kan vervolgens CNC-gefreesd worden om de gewenste oppervlakteafwerking en tolerantie te bereiken.

Andere populaire additieve productiemethoden die kunnen worden gecombineerd met traditionele productieprocessen zijn:

• Kruisbedfusie: Een laser- of elektronenstraal wordt gebruikt om materiaalpoeders te smelten en samen te smelten tot een 3D-onderdeel. Hoewel dit proces vergelijkbaar is met DED, verschilt het in de manier waarop het materiaal deponeert.
• Metalen bindmiddel spuiten: Vooral gebruikelijk bij toepassingen met grote volumes, wordt een vloeibaar bindmiddel afgezet op dunne lagen poeder, in wezen aan elkaar gelijmd om laag voor laag een object te creëren.

Al deze processen kunnen worden uitgevoerd met behulp van één hybride machine, geprogrammeerd en bediend door een beperkt aantal mensen vanaf een veilige afstand. Door hybride productie te implementeren met een enkele machine, kan het product of onderdeel in één opstelling worden geprint en bewerkt, waardoor de kans op fouten wordt verkleind.

Andere voordelen van het gebruik van een hybride machine zijn:

• Minder kapitaaluitgaven voor apparatuur
• Sneller levertijden
• Minder benodigde voorraadopslag, waardoor vloerruimte wordt bespaard
• De mogelijkheid om de binnenkant van het onderdeel te bewerken zoals het wordt geproduceerd, waardoor superieure kwaliteitscontrole mogelijk is

Uw lokale metaalleverancier voor additieve en traditionele fabricageprocessen

Industrial Metal Service levert alle soorten speciale metalen en legeringen om te voldoen aan uw vereisten voor additieve, traditionele en hybride productie. We hebben een brede inventaris van titanium, staal, roestvrij staal en aluminium, evenals legeringen voor hoge temperaturen zoals Hastelloy, Inconel en Invar. We zijn lokaal in de San Francisco Bay Area en we kunnen ook in het hele land verzenden zonder minimale bestelvereisten.