Tillverkningen är inte längre begränsad till att välja mellan 3D-utskrift och CNC-bearbetning. Hybridtillverkning kombinerar additiv tillverkning (AM) med subtraktiv CNC-bearbetning för att dra fördel av båda teknologierna.

I en typisk hybridprocess skapar additiv tillverkning först en komponentnära sin slutliga form, även känd som ennära-netto-formdel. CNC-bearbetning används sedan för att ta bort överflödigt material och avsluta kritiska ytor till erforderliga dimensioner, toleranser och ytkvalitet.

Denna kombination blir allt mer användbar inom flyg, medicin, energi, fordon, industriell utrustning och underhåll, reparation och översyn (MRO).

Den grundläggande processen är relativt enkel:

Lägg till material → Byggnära-nätform → CNC-maskin kritiska funktioner → Inspektera den färdiga delen

Additiv tillverkning används för områden som kräver komplexa former, inre strukturer eller lätta konstruktioner. CNC-bearbetning används för ytor där hög precision och utmärkt ytfinish krävs.

Vissa avancerade hybridmaskiner kan utföra både additiv deponering och CNC-bearbetning inom samma maskin. Detta kan minska ompositionering av arbetsstycket och förbättra dimensionskonsistensen.

1. Mindre materialavfall

Traditionell CNC-bearbetning börjar ofta med ett stort materialblock och tar bort en betydande del av det. Detta kan generera avsevärt avfall, särskilt vid bearbetning av komplexa komponenter från dyra material som titan ellernickellegeringar.

Vid additiv tillverkning deponeras material i första hand där det behövs. CNC-bearbetning tar sedan bort endast det överskottsmaterial som krävs för att uppnå de slutliga specifikationerna.

Dettanära-netto-formmetoden kan förbättra materialutnyttjandet och minska tillverkningskostnaderna.

2. Mer komplexa geometrier

Additiv tillverkning gör det möjligt för ingenjörer att skapa former som är svåra att producera med enbart konventionell bearbetning.

Exempel inkluderar:

-- Gitterstrukturer

-- Interna kanaler

-- Lättviktsstrukturer

-- Topologi-optimerade komponenter

-- Komplexa krökta geometrier

Efter utskrift kan CNC-bearbetning avsluta viktiga monteringsytor, hål, gängor och andra funktionella funktioner.

Detta ger designers större frihet att optimera komponenter för prestanda snarare än att designa endast kring traditionella tillverkningsbegränsningar.

3. Bättrenoggrannhet och ytfinish

Additiv tillverkning ger utmärkt designflexibilitet, men tryckta ytor kan kräva ytterligare efterbehandling.

CNC-bearbetning är väl lämpad för att förbättra dimensionsnoggrannheten och ytkvaliteten. Precisionsfräsning och -svarvning kan användas på områden som:

-- Lagersäten

-- Precisionshål

--Trådar

-- Monteringsytor

-- Tätningsytor

Kritiska datumfunktioner

Resultatet är en komponent som kombinerar den geometriska flexibiliteten hos additiv tillverkning med precisionen hos CNC-bearbetning.

Flyg och rymd

Flyg är en av de viktigaste tillämpningarna eftersom flygplanskomponenter ofta kräver lätta strukturer, komplexa geometrier och höga-prestandamaterial.

Hybridtillverkning kan bidra till att minska materialspill samtidigt som komponenter med både komplexa former och exakta funktionella ytor produceras.

Medicinsk

Medicinska komponenter och implantat kan kräva skräddarsydda eller mycket komplexa geometrier. Additiv tillverkning kan skapa grundformen, medan CNC-bearbetning kan avsluta gränssnitt och andra kritiska ytor.

Energi

Energiindustrin använder komponenter som kan arbeta under höga temperaturer, tryck och krävande mekaniska förhållanden. Hybridtillverkning kan genya sätt att producera komplexa och höga-prestandakomponenter samtidigt som materialeffektiviteten förbättras.

MRO och reservdelar

Hybridtillverkning är också användbar för underhåll och utbyte av komponenter. När en komplex del är skadad eller svår att köpa kan material eventuellt läggas till för att återställa geometrin, följt av CNC-bearbetning för att återställa kritiska dimensioner till specifikationen.

CNC-bearbetning är fortfarande en kritisk del av hybridtillverkning.

Modern multi-axel CNC-maskiner, särskilt 5-axelbearbetningscentra, kannå komplexa ytor från olika riktningar och minska antalet inställningar som krävs.

Efter additiv tillverkning kan CNC-bearbetning ge den slutliga dimensionsnoggrannheten och ytfinishen. Inspektionsutrustning som CMM kan sedan verifiera om den färdiga komponenten uppfyller de krav som krävs.

Därför handlar hybridtillverkning inte bara om att kombinera två teknologier. Det kräver effektiv processplanering, additiv tillverkning, CNC-bearbetning och inspektion.

Hybridtillverkning förväntas bli mer utbreddnär additiv tillverkning och CNC-teknik fortsätter att utvecklas.

Den största fördelen är flexibiliteten: tillverkare kan använda additiv tillverkning där komplex geometri behövs och CNC-bearbetning där precision är avgörande.

Istället för att fråga om 3D-utskrift eller CNC-bearbetning är bättre, kan tillverkare ställa en mer praktisk fråga:

Vilken process är bäst för varje funktion i delen?

Genom att kombinera de båda teknologiernas styrkor kan hybridtillverkning minska materialspill, möjliggöra komplexa konstruktioner, förbättra precisionen och skapanya möjligheter för modern produktion.

Hybridtillverkning sammanför designfriheten för additiv tillverkning och precisionen i CNC-bearbetning.

Från flyg- och medicinska komponenter till energiutrustning och MRO-tillämpningar kan detta tillvägagångssätt hjälpa tillverkare att producera komplexa delar mer effektivt samtidigt som det minskar onödigt materialborttagning.

Additiv tillverkning skapar den komplexa geometrin. CNC-bearbetning levererar precisionen. Tillsammans skapar de en mer flexibel tillverkningslösning.