Виробництво більше не обмежується вибором між 3D-друком і обробкою з ЧПУ. Гібридне виробництво поєднує в собі адитивне виробництво (AM) із субтрактивною обробкою з ЧПК, щоб скористатися перевагами обох технологій.

У типовому гібридному процесі адитивне виробництво спочатку створює компонент, близький до його кінцевої форми, також відомий як майже-чистий-форма частина. Потім обробка з ЧПК використовується для видалення надлишків матеріалу та обробки критичних поверхонь до необхідних розмірів, допусків і якості поверхні.

Ця комбінація стає все більш корисною в аерокосмічному, медичному, енергетичному, автомобільному, промисловому обладнанні, а також в обслуговуванні, ремонті та капітальному ремонті (MRO).

Основний процес відносно простий:

Додати матеріал → Будувати поруч-сітчаста форма → Критичні характеристики машини з ЧПУ → Огляньте готову деталь

Адитивне виробництво використовується для областей, які потребують складних форм, внутрішніх конструкцій або легких конструкцій. Обробка з ЧПУ використовується для поверхонь, де потрібна висока точність і чудова обробка поверхні.

Деякі передові гібридні верстати можуть виконувати як адитивне осадження, так і обробку з ЧПК на одній машині. Це може зменшити перепозиціонування заготовки та покращити узгодженість розмірів.

1. Менше матеріальних відходів

Традиційна обробка з ЧПК часто починається з великого блоку матеріалу та видаляє значну його кількість. Це може спричинити значні відходи, особливо під час обробки складних компонентів із дорогих матеріалів, таких як титанові чи нікелеві сплави.

При адитивному виробництві матеріал осідає переважно там, де це необхідно. Тоді обробка з ЧПУ видаляє лише надлишок матеріалу, необхідний для досягнення остаточних характеристик.

Це близько-чистий-підхід до форми може покращити використання матеріалу та зменшити витрати на виробництво.

2. Більш складні геометрії

Адитивне виробництво дозволяє інженерам створювати форми, які важко виготовити лише за допомогою звичайної обробки.

Приклади:

-- Гратчасті конструкції

-- Внутрішні канали

-- Легкі конструкції

-- Топологія-оптимізовані компоненти

-- Складні вигнуті геометрії

Після друку за допомогою обробки з ЧПК можна обробити важливі монтажні поверхні, отвори, різьблення та інші функціональні елементи.

Це дає розробникам більше свободи для оптимізації компонентів для підвищення продуктивності, а не проектування лише з урахуванням традиційних виробничих обмежень.

3. Краща точність і обробка поверхні

Адитивне виробництво забезпечує чудову гнучкість дизайну, але друковані поверхні можуть вимагати додаткової обробки.

Обробка з ЧПК добре підходить для підвищення точності розмірів і якості поверхні. Точне фрезерування та токарна обробка можна використовувати на таких ділянках, як:

-- Сидіння підшипників

-- Точні отвори

--Нитки

-- Монтажні поверхні

-- Герметизація поверхонь

Критичні ознаки бази даних

Результатом є компонент, який поєднує геометричну гнучкість адитивного виробництва з точністю обробки з ЧПК.

Аерокосмічна

Аерокосмічна галузь є одним із найважливіших застосувань, оскільки для компонентів літаків часто потрібні легкі конструкції, складна геометрія та висока-матеріали виконання.

Гібридне виробництво може допомогти зменшити відходи матеріалу, виробляючи компоненти як складної форми, так і точної функціональної поверхні.

Медичний

Для медичних компонентів і імплантатів може знадобитися індивідуальна або дуже складна геометрія. Адитивне виробництво може створити базову форму, тоді як обробка з ЧПК може завершити інтерфейси та інші важливі поверхні.

Енергія

В енергетичній промисловості використовуються компоненти, які можуть працювати за високих температур, тиску та складних механічних умов. Гібридне виробництво може надати нові способи виробництва складної та високоякісної продукції-продуктивність компонентів при одночасному підвищенні ефективності використання матеріалів.

MRO та запасні частини

Гібридне виробництво також корисно для обслуговування та заміни компонентів. Коли складна деталь пошкоджена або її важко знайти, потенційно можна додати матеріал для відновлення геометрії з подальшою обробкою з ЧПУ для повернення критичних розмірів до специфікації.

Обробка з ЧПК залишається важливою частиною гібридного виробництва.

Сучасний мульти-осьові верстати з ЧПК, зокрема 5-осьові обробні центри можуть охоплювати складні поверхні з різних напрямків і зменшувати кількість необхідних налаштувань.

Після адитивного виробництва обробка з ЧПУ може забезпечити остаточну точність розмірів і обробку поверхні. Інспекційне обладнання, таке як ШМ, може потім перевірити, чи готовий компонент відповідає необхідним специфікаціям.

Тому гібридне виробництво — це не просто поєднання двох технологій. Це вимагає ефективного планування процесу, адитивного виробництва, обробки з ЧПУ та перевірки.

Очікується, що гібридне виробництво буде використовуватися ширше, оскільки адитивне виробництво та технології ЧПК продовжуватимуть розвиватися.

Найбільшою перевагою є гнучкість: виробники можуть використовувати адитивне виробництво, де потрібна складна геометрія, і обробку з ЧПК, де точність є важливою.

Замість того, щоб запитувати, що краще: 3D-друк чи обробка з ЧПУ, виробники можуть поставити більш практичне запитання:

Який процес є найкращим для кожної функції деталі?

Поєднуючи сильні сторони обох технологій, гібридне виробництво може зменшити відходи матеріалу, створити складні конструкції, підвищити точність і створити нові можливості для сучасного виробництва.

Гібридне виробництво поєднує свободу дизайну адитивного виробництва та точність обробки з ЧПК.

Від аерокосмічних і медичних компонентів до енергетичного обладнання та додатків MRO, цей підхід може допомогти виробникам виробляти складні деталі більш ефективно, одночасно зменшуючи непотрібне видалення матеріалів.

Адитивне виробництво створює складну геометрію. Обробка з ЧПУ забезпечує точність. Разом вони створюють більш гнучке виробниче рішення.