Imprimarea și prelucrarea 3D sunt adesea văzute ca „concurenți”, dar pot fi și „parteneri”. Piesele de imprimare 3D trebuie adesea prelucrate pentru a produce toleranțe mai mari și un finisaj mai bun al suprafeței. Între timp, piesele care au fost odată frezate dintr-un bloc solid de metal pot fi imprimate 3D mai rapid și în forme mai complexe. Un număr tot mai mare de mașini de producție hibride combină imprimarea 3D și mașinile CNC într-un singur pachet pentru a automatiza și a accelera mai bine producția de piese. Deci, cum se descurcă? Care este viitorul producției hibride?
Producătorii de echipamente de producție hibridă spun că tehnologia hibridă depășește deficiențele ambelor tehnologii, permițând producătorilor să producă piese mai precise, de calitate superioară, mai rapid și la un cost mai mic. Este mai puțin risipă decât prelucrarea singură, mai eficientă și mai precisă decât imprimarea 3D singură, fără a fi nevoie să mutați manual piesele sau să programați două echipamente diferite.
△ Combinație de depunere directă a energiei și frezare CNC
Ce este o imprimantă hibrid CNC-3D?
Fabricarea hibridă este o abordare relativ nouă, care combină tehnicile de fabricație aditivă și subtractivă pe o singură mașină. Aceste mașini folosesc imprimarea 3D pentru a produce forme aproape nete ale pieselor metalice sau din plastic. Piesa este apoi frezată la toleranțele necesare de către o altă unitate sau cap de sculă din mașină. Cu producția hibridă, producătorii (și clienții lor) pot obține geometriile complexe produse de fabricarea aditivă și calitatea suprafeței de frezare. Pe lângă construirea de piese de la zero, aceste mașini sunt ideale pentru adăugarea de noi caracteristici pieselor existente, efectuarea de reparații a pieselor și acoperirea pieselor înainte de operațiunile de post-prelucrare.
Mașinile de producție hibridă variază în funcție de producător, dar se încadrează în general în două categorii: producție hibridă secvențială și producție hibridă alternativă
△Prelucrare CNC după imprimarea 3D pentru un finisaj neted al suprafeței
● Mașinile de producție hibride secvenţiale completează mai întâi procesul AM complet, care produce piese tipărite 3D în formă aproape de net înainte de a intra în procesul de scădere.
● Mașinile de producție hibride alternative schimbă între unitățile AM și unitățile de frezat pe tot parcursul procesului de fabricație. Unele mașini hibride alternative pot imprima chiar și restul AM în timp ce prelucrează piesa.
Fabricarea hibridă este o soluție viabilă pentru a produce prototipuri și piese funcționale pentru utilizare finală, pe lângă repararea componentelor existente. Fabricația hibridă este deosebit de atractivă pentru companiile mai mici care au nevoie atât de producție aditivă, cât și de capabilități de prelucrare. Aceste mașini le permit să producă două (sau mixte) piese fără a fi nevoie să investească în două mașini. De asemenea, poate răspunde cerințelor exigente ale anumitor industrii, cum ar fi complexitatea pieselor și productivitatea în industria auto și aerospațială.
Avantaje și dezavantaje ale mașinilor de producție hibride
Fabricarea hibridă are multe avantaje față de metodele AM pure sau subtractive:
●Unul dintre cele mai importante avantaje ale sale este capacitatea de a crește productivitatea. Deoarece atât procesele AM, cât și cele de prelucrare rulează pe o singură mașină, nu este nevoie să schimbați piesele și să recalibrați echipamentul. Celulele de prelucrare pot, de asemenea, înlocui parțial sau complet post-procesarea manuală AM, ceea ce accelerează și producția.
●Producția hibridă poate obține o precizie mai mare și toleranțe mai strânse decât majoritatea imprimantelor 3D individuale. Fabricarea aditivă poate crea geometrii și structuri ale pieselor mai complexe decât prelucrările, cum ar fi integrarea pieselor, canalele interne și umplerea cu zăbrele. Producerea unei piese întregi pe o singură mașină reduce, de asemenea, posibilitatea apariției defectelor sau erorilor de prelucrare.
●Mașinile hibride permit utilizarea mai multor materiale într-o singură piesă, rezultând îmbunătățiri semnificative ale performanței mecanice și economii de costuri. Piesele mai slabe pot fi placate cu metale mai puternice, materiale de înaltă performanță adăugate pentru a îmbunătăți mișcarea pieselor sau transferul de căldură, sau costurile materialelor pot fi economisite prin utilizarea materialelor scumpe numai acolo unde sunt necesare.
●Producția hibridă poate reduce investiția inițială și costurile de operare. Este mai ieftin să cumpărați o mașină hibridă direct decât să cumpărați o mașină CNC și o imprimantă 3D industrială în același timp. O singură mașină hibridă consumă mai puțină energie și necesită mai puțin spațiu pe podea decât unitățile separate AM și CNC.
△ Piese cu funcții precum canalele interne de răcire
Un studiu recent a constatat că fabricarea hibridă elimină risipa de tehnici subtractive, reducând consumul de materiale cu până la 97 la sută. Cu mașinile DED/CNC este, de asemenea, posibil să adăugați material numai în locații selectate. Acești utilizatori repară componentele deteriorate și accelerează producția prin adăugarea de metal în piese, cum ar fi cele utilizate în industria navală și a petrolului și a gazelor. În același timp, unitatea CNC poate prelucra structuri interne fine între ciclurile de depunere a materialului.
În ciuda avantajelor sale enorme, producția hibridă nu se potrivește tuturor nevoilor de producție și există câteva dezavantaje:
●Deși aceste mașini pot reduce investiția inițială, nu sunt ieftine și pot depăși bugetul unei companii mici.
●Operarea unei mașini hibride poate fi complexă, necesitând operatorului să aibă o înțelegere sofisticată a imprimării 3D și a prelucrării CNC pentru a determina cea mai bună metodă de fabricare a unei piese date.