Ali lahko naknadna-obdelava popolnoma nadomesti tradicionalno obdelavo?

一, Tehnična meja: »zgornja meja zmogljivosti« in »vrzel v aplikaciji« strojne obdelave po-obdelavi
1. Razlike v tem, kako dobro je mogoče uporabiti materiale
»Subtraktivna proizvodnja«, ki je bolj fleksibilna, ko gre za kakovost materiala, je tisto, kar omogoča tradicionalno obdelavo. Na primer, za rezanje visoko{1}}trdotnih zlitin, kot je kobalt krom molibden, morate uporabiti orodja PCD ali ultrazvočno-podprto obdelavo. Po drugi strani pa se morate za izdelavo podobnih materialov z aditivno proizvodnjo znebiti napak notranjih por z vročim izostatičnim stiskanjem (HIP) in nato izpolniti zahteve glede natančnosti površine s pet-osnim CNC rezkanjem. Čeprav je s to metodo mogoče izdelati visoko{6}}zmogljive dele, lastnosti prašne metalurgije postopkov aditivne proizvodnje omejujejo materiale, ki jih je mogoče uporabiti. Zaradi tega je težko neposredno nadomestiti sposobnost obdelave tradicionalnih metod kovanja za velike kovinske gredice.
"Dvojni izziv" pridobivanja prave velikosti in kakovosti površine
Glavni namen naknadne-obdelave je odpraviti težave, ki so vgrajene v aditivno proizvodnjo. Na primer, toleranco debeline profila rezila 3D-natisnjenih delov diskov turbin letalskih motorjev je treba določiti z ± 0,3 mm na ± 0,05 mm z rezanjem in brušenjem žice. Površinsko hrapavost je treba tudi zmanjšati z Ra8-15 μm na Ra0,8-1,6 μm. Za optične komponente, ki potrebujejo mikrometrsko-natančnost, kot so laserski reflektorji, je tradicionalno izjemno natančno brušenje še vedno najboljša možnost. To je zato, ker je naknadna obdelava odvisna od več procesov, ki delujejo skupaj, zaradi česar se je težko znebiti vseh nakopičenih napak.
3. "Paradoks učinkovitosti" obdelave zapletenih struktur
Aditivna proizvodnja ima funkcijo "proste proizvodnje", ki olajša delo z zapletenimi strukturami, kot so neravne površine in notranji pretočni kanali. Vendar pa lahko stopnja naknadne-obdelave zmanjša učinkovitost te učinkovitosti. CNC rezkanje je na primer potrebno za odstranitev ostankov podpore s 3D-natisnjenih delov iz aluminijeve zlitine določene vrste satelitskega nosilca. To zmanjša težo za 15 %, vendar pa tudi obdelava traja 30 % dlje kot pri tradicionalnih metodah ulivanja in strojne obdelave. Cena na enoto tradicionalnih postopkov žigosanja in toplotne obdelave je še vedno nižja kot cena aditivov in kombinacij naknadne-obdelave za standardizirane dele, izdelane v velikih količinah, kot so ojnice za avtomobile.
2, Struktura stroškov: "Ekonomski prag" za obdelavo s strojem za naknadno obdelavo
1. Stroški nakupa in vzdrževanja opreme
Cena opreme za naknadno-obdelavo, kot so pet{1}}osni CNC obdelovalni stroji in stroji za lasersko poliranje, je lahko na milijone juanov za eno enoto. Za doseganje nadzora-z zaprto zanko ti stroji potrebujejo sisteme za spletno zaznavanje in pametne omrežne tehnologije. Na primer, izdelava posebnega naknadnega procesorja za nemški pet{6}}osni obdelovalni center German Hammer C20U stane več sto tisoč juanov. Strošek programiranja za običajne rezkalne stroje je le 1/10 tega. Poleg tega so stroški praškastih materialov za aditivno proizvodnjo (kot prah iz titanove zlitine, ki stane približno 2000 juanov/kg) bistveno višji kot pri tradicionalnih materialih za palice. Zaradi tega so skupni stroški naknadne-obdelave še višji.
2. Dolžina procesne verige in skriti stroški
Postprocesorska obdelava zahteva združitev številnih procesov, vključno z aditivno proizvodnjo, toplotno obdelavo in končno obdelavo površin, kar vodi do podaljšane procesne verige in višjih skritih stroškov. Na primer, za izdelavo stegneničnega kondila iz zlitine kobalta, kroma in molibdena za medicinski vsadek je potrebno elektrolitsko poliranje, da se znebimo adhezije prahu, nato pa je potrebno mikro rezkanje, da se pritrdi koren navoja. Obdelava posameznega kosa traja več kot 8 ur, čeprav standardni postopek kovanja in CNC struženja traja le 2 uri. Tudi če lahko naknadna-obdelava naredi stvari bolj individualizirane, je pri izdelavi veliko stvari še vedno težko doseči prednost »enkratnega-oblikovanje« tradicionalnih metod.
3. Odvisnost od spretnosti in stroškov dela
Operaterji morajo biti bolj usposobljeni za obdelavo po-procesorju. Na primer, vedeti morate, kako pretvoriti med koordinatnim sistemom obdelovanca in koordinatnim sistemom stroja v pet-osnem CNC programiranju. Po drugi strani pa je čas usposabljanja za tradicionalne veščine struženja in rezkanja zelo hiter. Poleg tega odpravljanje napak v aditivni proizvodnji (kot je polnjenje por) zahteva mešanico vrtanja, varjenja in strojne obdelave, zaradi česar so potrebna znanja in spretnosti za procesne delavce veliko višja, delo pa dražje.
3, Industrijska ekologija: edinstvenost in kooperativni razvoj konvencionalne predelave
1. Funkcija "balastnih kamnov" v temeljnih industrijah
Osnovne industrije, kot sta avtomobili in elektrika, še vedno največ uporabljajo tradicionalno obdelavo. Na primer, z metodo ulivanja in strojne obdelave blokov cilindrov avtomobilskih motorjev jih je mogoče proizvesti na milijone vsako leto. Po drugi strani pa je aditivno proizvodnjo težko vključiti v glavno dobavno verigo, ker ni zelo učinkovita. Tudi uravnavanje toka kovinskih linij med klasičnim kovanjem lahko močno poveča utrujenostno trdnost delov. To je še vedno potrebno za izdelavo primarnih nosilnih-strukturnih komponent letal.
2. Postavitev »tržne niše« za naknadno-obdelavo na pravo mesto
Glavna prednost naknadne-obdelave je, da izpolnjuje potrebe po "visoki kompleksnosti, nizki velikosti serije in visoki natančnosti." Na primer, v letalstvu je treba za odstranitev notranjega pretočnega kanala 3D-natisnjenih šob za gorivo uporabiti elektrokemijsko poliranje (ECP). To je storjeno za zmanjšanje robov in upora proti toku, kar je težko doseči s tradicionalno obdelavo za takšne mikrokanalne arhitekture. V medicini se mikrorezkanje uporablja za spreminjanje navojnih korenin prilagojenih vsadkov, tako da se prilegajo pacientovemu kostnemu tkivu. To je nekaj, česar standardne metode ne zmorejo.
3. Vzorec "evolucije sodelovanja" v tem, kako je tehnologija integrirana
Sestavljeni postopek "seštevanje + odštevanje" bo v prihodnosti glavni poudarek rivalstva v predelovalni industriji. Na primer, programska oprema Siemens NX je omogočila, da aditivne proizvodne poti in pet-osna CNC obdelava delujejo skupaj in optimizirajo druga drugo. To počne z uporabo digitalne dvojne tehnologije za napovedovanje deformacije in samodejno ustvarjanje kompenzacijskih programov za ohranjanje natančnosti obdelave pod ± 0,01 mm. Poleg tega lahko združevanje sistemov toplotne obdelave z digitalnimi platformami, kot je poenostavljen sistem ničelne kode v oblaku, ustvari zanke za nadzor proizvodnje, zaradi česar je razlika v stroških med naknadno-obdelavo in tradicionalnimi metodami še manjša.