Tylko 20 metalowych części do zrobienia? Jak sprawdzić, czy druk 3D pokonuje CNC

Potrzebujesz tylko 20 metalowych części. Wycena CNC jest wyższa niż oczekiwano, ponieważ programowanie, osprzęt i czas pierwszego-artykułu nadal muszą zostać opłacone w całości. Czas realizacji również się wydłuża. Przy tej liczbie kupujących zaczyna zadawać sobie pytanie, czy metalowe komponenty drukowane 3D rzeczywiście będą kosztować mniej i dotrą szybciej.

Odpowiedź nie jest automatyczna. Kilka praktycznych pytań dotyczących geometrii, czasu, stabilności projektu, tolerancji i materiału zwykle decyduje, który proces wygrywa. Oto jak z nimi pracować.

Dlaczego 20 części to „trudna” ilość

Dwadzieścia kawałków znajduje się w niewygodnej środkowej strefie. Jest zbyt mały, aby CNC mógł wygodnie rozłożyć koszty konfiguracji, a jednocześnie wystarczająco duży, aby ludzie nadal wahali się przed zmianą procesów.

W przypadku pracy CNC programowanie, projektowanie osprzętu i debugowanie często dominują w cenie. Po pokryciu tych kosztów stałych każda dodatkowa część staje się stosunkowo tania. Przy zaledwie 20 sztukach te koszty stałe mocno uderzają. Druk 3D z metalu działa na odwrót: prawie bez użycia narzędzi, ale za to wyższy koszt w przeliczeniu na część wynikający z czasu pracy maszyny, proszku i-przetwarzania końcowego.

W praktyce próg rentowności-pomiędzy obiema trasami często mieści się w przedziale od 10 do 50 części. Złożoność przesuwa tę liczbę. Gdy część ma wewnętrzne kanały, siatki lub organiczne kształty, które wymuszają-pracę wieloosiową lub operacje dzielenia-i-spawania na CNC, skrzyżowanie może spaść do minimum. Proste części pryzmatyczne, które można łatwo obrabiać z prętów, mogą nadal faworyzować CNC nawet powyżej 30–40 sztuk.

Koszt konfiguracji a koszt-części

CNC zapewnia wysoką konfigurację i niski koszt krańcowy

Druk 3D z metalu (SLM) wymaga niewielkiej konfiguracji i wyższych kosztów krańcowych

Przy 20 sztukach koszt konfiguracji CNC jest nadal znaczny, dlatego też druk 3D z metalu w przypadku małych serii zamówień warto sprawdzić w przypadku skomplikowanych zadań.

Jak działa druk 3D w metalu (SLM) w prostym języku angielskim

Selektywne topienie laserowe buduje część poprzez nałożenie cienkiej warstwy proszku metalicznego i stopienie wymaganych obszarów za pomocą lasera. Cykl powtarza się, aż część będzie solidna. Zasadniczo polega to na spawaniu całego obiektu z proszku, po jednym cienkim kawałku na raz.

Dla kupujących najważniejsze są trzy rzeczy:

Nie są potrzebne żadne mocowania ani miękkie szczęki.

Złożoność, taka jak kanały wewnętrzne lub kraty, nie podnosi ceny tak, jak ma to miejsce w przypadku obróbki skrawaniem.

Niewykorzystany proszek można przesiać i ponownie wykorzystać w kontrolowanych warunkach, co pozwala ograniczyć straty materiału.

Właśnie dlategoPrototypowanie druku 3D SLMto często najszybszy sposób przetestowania złożonego projektu przed zastosowaniem jakichkolwiek narzędzi.

Jakie materiały można drukować?

Typowe opcje w systemach przemysłowych obejmują stal nierdzewną 316L i 17-4PH, aluminium AlSi10Mg, tytan Ti6Al4V i kilka gatunków Inconel. Profesjonalni dostawcy rutynowo zapewniają certyfikaty materiałowe i możliwość śledzenia partii proszku.

5 pytań do wyboru pomiędzy drukiem 3D a CNC

Pracuj nad tymi pięcioma punktami. Odpowiedzi zazwyczaj wyraźnie wskazują jedną lub drugą opcję w przypadku zamówienia na 20 sztuk.

Czy kształt jest skomplikowany?
Wewnętrzne kanały chłodzące, struktury siatkowe lub znaczna redukcja masy zwykle sprawiają, że druk 3D jest tańszą-ścieżką kosztową. Proste bloki lub części, które można wyciąć ze standardowych prętów, prawie zawsze są tańsze w przypadku CNC.
Jeśli geometria wymusza obróbkę-wieloosiową lub dzielenie-i-etapy spawania, dodatek ma tendencję do wygrywania nawet przy małej objętości.

Jak szybko potrzebujesz części?
Kompetentny warsztat SLM często jest w stanie obrócić 20 części w ciągu 7–14 dni, łącznie z obróbką cieplną i podstawowym wykończeniem. CNC może nadal wymagać zaprojektowania osprzętu i harmonogramu pracy maszyny, co wydłuży czas wykonania tego samego zadania.
Kiedy kalendarz jest napięty i jego kształt nie jest prosty, często na pierwszym miejscu pojawia się druk.

Czy projekt zmieni się po pierwszej partii?
Jeśli prawdopodobne są poprawki, dodatek utrzymuje drzwi otwarte. Nie ma osprzętu do złomowania ani długiego programu CNC do przepisania. CNC mocniej blokuje bieżący projekt.
Ewoluujące projekty prawie zawsze sprzyjają drukowaniu w tej ilości.

Jakiej tolerancji i wykończenia powierzchni potrzebujesz?
Gotowe powierzchnie SLM zwykle mieszczą się w zakresie Ra 10–25 µm i często wymagają dodatkowej obróbki lub polerowania krytycznych powierzchni. CNC może zachować węższe tolerancje i lepsze wykończenie bezpośrednio po wyjęciu z maszyny.
Gdy wiele funkcji wymaga ±0,05 mm lub więcej lub cienkiej powierzchni bez dodatkowej pracy, zwykle bezpieczniejsze jest CNC (lub podejście hybrydowe-plus-maszyna). Tolerancje funkcjonalne, które mogą zaakceptować pewne-przetwarzanie końcowe, sprawiają, że czysty dodatek staje się opłacalny.

Z jakiego materiału korzystasz?
W obu procesach dostępne są najpopularniejsze stopy konstrukcyjne. Trudne--obrabialne lub drogie stopy czasami preferują dodatki, ponieważ nie powodują zużycia-narzędzi skrawających. Łatwe-w-obróbce aluminium lub-stal automatowa często są tańsze w przypadku obróbki CNC nawet przy 20 sztukach.

Szybkie porównanie pracy-na małą skalę

Ten widok-bok- pokazuje praktyczne różnice pomiędzy drukiem 3D a CNC w przypadku produkcji niskonakładowej.

Prawdziwy przypadek: czego nauczyliśmy się z 20-częściowego projektu ze stali nierdzewnej

Europejski producent sprzętu potrzebował 20 wsporników-ze stali nierdzewnej zawierających wewnętrzne kanały na płyn. Oryginalna wycena CNC była wysoka. Utworzenie tych kanałów wymagałoby albo wieloosiowej-obróbki bryłowej, albo dzielenia części, obróbki kanałów, a następnie zespawania lub lutowania twardego-co jest zarówno kosztowne, jak i czasochłonne-. Czas realizacji podano na prawie cztery tygodnie.

Wysłali te same pliki dlaMetalowe komponenty drukowane 3Drecenzja. Geometria dobrze pasowała do SLM: kanały można było zbudować czysto i tylko kilka powierzchni uszczelniających wymagało późniejszej lekkiej obróbki. Części wydrukowano z materiału 316L,-odprężono i wykończono powierzchnie uszczelniające. Całkowity czas realizacji wynosił 11 dni. Koszt jednostkowy był o około 30% niższy od numeru CNC. Wymiary krytyczne utrzymane w granicach ±0,12 mm.

Następnie wykonano dwie kolejne małe partie, w których wprowadzono jedynie drobne poprawki konstrukcyjne-, co oznaczałoby nowe osprzęty lub znaczne przeprogramowanie ścieżki CNC. Decydującym czynnikiem były kanały wewnętrzne; gdy te cechy zwiększyły koszty i złożoność obróbki, zamówienie 20-elementowych dodatków stało się zarówno szybsze, jak i tańsze.

Kiedy CNC jest nadal lepszym wyborem

Druk 3D nie jest automatycznym zwycięzcą przy niskim nakładzie.

CNC pozostaje silniejszą opcją, gdy:

Część jest pryzmatyczna lub może być wykonana ze standardowego pręta lub płyty z prostymi ścieżkami narzędzia.

Potrzebujesz tolerancji mniejszych niż ±0,05 mm w przypadku wielu elementów lub dokładnego wykończenia powierzchni bez dodatkowych operacji.

Projekt jest całkowicie zamrożony i możesz później zamówić tę samą część w większych ilościach.

Obrabianie materiału łatwo i tanio.

W takich sytuacjach trudno jest uzasadnić wyższy koszt dodatku-na część, nawet w przypadku 20 sztuk. Rzetelny dostawca powie to zamiast drukować przy każdym zapytaniu.

Jak wybrać niezawodnego producenta druku 3D w metalu

Jeśli powyższe pytania wskazują na dodatek, kolejnym filtrem jest sam dostawca. Przydatne kontrole obejmują:

Potwierdzenie, że posiadają przemysłowe maszyny SLM (marka, wielkość produkcji, liczba laserów), a nie zlecają wszystko na zewnątrz.

Certyfikaty materiałowe i identyfikowalność-partii proszku.

Jasne możliwości-obróbki końcowej-obróbki cieplnej, usuwania podpór, wykańczania CNC i kontroli.

Przykładowy raport wymiarowy z porównywalnego zadania.

Responsywna, technicznie przejrzysta komunikacja w ramach małej wersji próbnej.

Punkty te pomagają oddzielić producenta druku 3D z prawdziwego metalu lub fabrykę druku 3D SLM od firmy handlowej. Spójne zapisy procesów i chęć udostępniania danych z inspekcji zwiększają pewność.

Często zadawane pytania

Czy druk 3D jest tańszy niż CNC na 20 części?
To zależy od geometrii. Części o cechach wewnętrznych lub skomplikowanych kształtach są często tańsze i szybsze dzięki dodatkom. Proste części, które można łatwo obrabiać, zwykle pozostają tańsze w przypadku CNC.

Jakie jest minimalne zamówienie na metalowe komponenty drukowane w 3D?
Większość dostawców przemysłowych akceptuje pojedyncze sztuki. Dwadzieścia części to wygodna ilość produkcyjna dla SLM i często pakuje się je na maszynie wydajniej niż pojedynczy prototyp.

Ile czasu zajmuje wykonanie 20 części?
Typowy zwrot akcjiPrototypowanie druku 3D SLMa małe partie to 7–14 dni, włączając obróbkę cieplną i podstawowe wykończenie, pod warunkiem, że dostępna jest pojemność i projekt jest-gotowy do druku.

Czy drukowane w 3D części metalowe są tak wytrzymałe jak części CNC?
Przy odpowiednim stopie, parametrach procesu i obróbce cieplnej właściwości mechaniczne w wielu zastosowaniach są porównywalne z materiałem obrabianym plastycznie lub maszynowo. Krytyczne części zmęczeniowe lub ciśnieniowe mogą nadal wymagać dodatkowych testów lub prasowania izostatycznego na gorąco.

Czy możesz najpierw stworzyć prototyp, a następnie zwiększyć skalę?
Tak. Wielu kupujących drukuje jeden lub dwa prototypy, udoskonala projekt, a następnie w ramach tego samego procesu uruchamia 20-częściową partię. Ta ścieżka jest o wiele bardziej elastyczna niż wcześniejsze angażowanie się w osprzęt CNC.

Jeśli szukasz zamówienia na 20 części metalowych, a geometria, harmonogram lub stabilność projektu sprawiają, że wybór jest niejasny, prześlij rysunki i podstawowe wymagania. Krótki przegląd kształtu, materiału, tolerancji i harmonogramu pokaże, czy w konkretnym przypadku bardziej praktyczną opcją będą metalowe komponenty drukowane 3D czy konwencjonalne CNC.