Additieve productie versus subtractieve productie

Sinds de industriële revolutie is de productietechnologie nooit gestopt met ontwikkelen. Bedrijven zijn altijd op zoek naar snellere, goedkopere of betere productiemethoden. In de afgelopen decennia behoorden enkele van de meest betrouwbare processen voor het vervaardigen van op maat gemaakte onderdelen tot twee aspecten:additieve fabricage of subtractieve fabricage. Materialen kunnen kunststoffen, thermoplasten, ijzer, staal, koolstof, enz. omvatten. Hoewel zowel additieve fabricageprocessen als subtractieve fabricageprocessen worden gebruikt om objecten van materialen te maken, zijn ze niet hetzelfde. Dus, wat is het verschil tussen additieve productie en subtractieve productie?

Wat is additieve productie?

Additive manufacturing omvat processen waarbij objecten worden geconstrueerd door materialen toe te voegen. Wanneer een bedrijf een object bouwt door er materialen aan toe te voegen, wordt dit als additive manufacturing beschouwd. Het materiaal wordt geleidelijk aan het bed of substraat toegevoegd, zodat nieuwe objecten met verschillende maten en vormen uit de grondstoffen kunnen worden geproduceerd.

De meeste additieve productieprocessen omvatten 3D-printen. In feite is de term "additive manufacturing" synoniem geworden met 3D-printen. Een 3D-printer is een machine die materialen op het printbed deponeert. Daarom bouwen ze objecten door materialen toe te voegen. Het werkingsprincipe van een typische 3D-printer is om het geëxtrudeerde materiaal uit de spuitmond te halen. Het bouwt de basislaag en bouwt vervolgens de volgende hoogste laag. De 3D-printer blijft elke afzonderlijke laag bouwen totdat het object is voltooid.

B voordeel

Het grootste voordeel van additive manufacturing is de veelzijdigheid in ontwerp. Additieve fabricage kan zeer complexe modellen produceren, en zelfs ontwerpen met holle inwendige onderdelen, die andere productieprocessen niet kunnen doen. In feite kunnen ontwerpen die bijna in CAD kunnen worden gemaakt, ook worden gerepliceerd via additieve fabricage.

Voor een klein aantal prototypemodellen is additive manufacturing meestal praktischer. Dit komt omdat machines voor additieve productie zoals FDM 3D-printers zeer weinig installatie vereisen. Met 3D-ontwerp start u binnen enkele minuten een 3D-printer. Omdat het proces bijna volledig geautomatiseerd is, hoeft u geen tijd te besteden aan het maken van gereedschapswisselingen. Deze flexibiliteit maakt additieve fabricage de technologie bij uitstek voor "on-demand" productie.

Aangezien additieve productie geen afval van bestaande materialen verwijdert, genereert het proces inherent veel minder afval in vergelijking met subtractieve productie. Voor bedrijven kan dit de kosten voor afvalverwijdering of recycling verminderen.

Nadeel

Hoewel additieve fabricage veelzijdig is qua ontwerp, is het strikt beperkt in termen van materialen. De meeste 3D-printtechnologieën zijn beperkt tot het gebruik van kunststof of kunststof composietmaterialen. Bovendien leidt de laag-voor-laag bouwmethode tot structurele zwakheden waar de lagen aan elkaar hechten. Dit betekent dat objecten die zijn gemaakt met behulp van additive manufacturing mogelijk niet sterk genoeg zijn om het gewicht te dragen of extreme omstandigheden te weerstaan. Dit beperkt in wezen de additieve fabricage die wordt gebruikt om niet-functionele prototypen te maken.

Hoewel bestaande 3D-printers metaal kunnen gebruiken om te printen, zijn ze nog steeds zeldzaam in de industrie. Over het algemeen is het gebruik van 3D-printen om aangepaste metalen onderdelen te maken duurder dan het gebruik van CNC-bewerkingen om aangepaste metalen onderdelen te maken.

Zelfs voor relatief snelle 3D-printprocessen (zoals SLS en SLA) is het proces om objecten laag voor laag te bouwen erg traag. Dit maakt additive manufacturing onpraktisch om in te spelen op de vraag naar grote volumes. De 3D-printer heeft ook een beperkt bouwplatform. Als het werk grote onderdelen of modellen vereist, moeten deze als kleinere onderdelen worden afgedrukt en aan elkaar worden gelijmd. Dit brengt extra werk met zich mee, om nog maar te zwijgen van meer faalpunten.

Wat is Subtractieve productie ?

Subtractieve fabricage omvat processen waarbij objecten worden geconstrueerd door materiaal te verwijderen. In wezen het tegenovergestelde van additive manufacturing. Het bedrijf voegt geen materialen toe, maar voert subtractieve productie uit door materialen te verwijderen. Het begint meestal met een groot stuk grondstof. Het bedrijf verwijdert vervolgens het overtollige materiaal om nieuwe objecten te maken met kleinere afmetingen en andere vormen.

De term subtractieve fabricage verwijst naar het proces van het produceren van objecten met behulp van CNC-computer numerieke besturing (CNC) machines om continu materialen uit het originele blok te verwijderen om de gewenste vorm en grootte te bereiken. Het proces begint wanneer de ontwerpingenieur het CAD-model indient bij de mechanische werkplaats, bij voorkeur met behulp van een online offertesysteem. Geavanceerde software analyseert en ontwerpt en selecteert gereedschappen, gereedschapspaden en beste werkstukken. CNC-bewerkingsmachines kunnen een verscheidenheid aan materialen gebruiken, waaronder metaal, hout, glas, keramiek, kunststoffen en composietmaterialen.

Voordelen

Subtractieve productie heeft verschillende belangrijke voordelen:

Oppervlakteafwerking

Hoge precisie en geometrische nauwkeurigheid

Uitstekende herhaalbaarheid

Toepassingen met hoge stress

Vergeleken met additive manufacturing zijn de kosten voor het verwerken van bepaalde onderdelen lager. Subtractieve fabricage behoudt de oorspronkelijke integriteit van het materiaal. Dit betekent dat producten die zijn vervaardigd door middel van aftrekken duurzamer zijn, waardoor de technologie vooral populair is in de auto- en vliegtuigindustrie.

Compatibel met meerdere materialen

Snelheid en hoge productiviteit

Subtractieve productie omvat machines met lineaire en meerassige rotatiemogelijkheden. Standaard 3-assige en 5-assige CNC-freesmachines en draaibanken kunnen werkstukken uit verschillende richtingen bewerken om complexe ontwerpen te realiseren.

De kwaliteit van modellen en onderdelen die door subtractieve fabricage zijn gemaakt, is over het algemeen beter dan die van additieve fabricage. Aangezien dit proces geen zichtbare laaglijnen produceert, is er slechts minimaal werk nodig in het nabewerkingsproces.

Nadeel

Het is onmogelijk om te complexe ontwerpen of holle objecten te snijden of te snijden met CNC-bewerking. Ook het instellen van de CNC-machine kost veel tijd. Zelfs kleine ontwerpwijzigingen kunnen een hermontage vereisen, wat handmatig moet gebeuren. Daarom is CNC-bewerking wat de fabrikant reserveert voor massaproductie.

Laatste gedachten

Op het gebied van productietechnologie is additive manufacturing door middel van 3D-printen nog steeds een opkomende technologie. Hoewel het verkoopargument is dat het een uitstekend verkoopargument kan creëren voor bijna alle 3D-ontwerpen, is de technologie niet goed genoeg om meer traditionele productiemethoden te elimineren. Subtractieve productie bestaat al tientallen jaren, maar wordt nog steeds algemeen beschouwd als de standaard in verschillende industrieën.

Subtractieve fabricage is nog steeds de methode die bedrijven gebruiken wanneer ze snel en betrouwbaar grote aantallen onderdelen moeten produceren. Deze technologie is bijzonder geschikt voor het vervaardigen van zeer duurzame onderdelen van metaal. Naarmate meer en meer bedrijven nieuwe technologieën verkennen, zoals lasersnijden en elektrische ontladingsbewerking (EDM), lijkt subtractieve productie niet te verdwijnen.