Post{0}}procesarea poate înlocui complet procesarea tradițională?

一, Limită tehnică: „limita superioară a capacității” și „decalajul aplicației” a procesării post-mașinii de procesare
1. Diferențele în cât de bine pot fi utilizate materialele
„Prelucrarea subtractivă”, care este mai flexibilă când vine vorba de calitățile materialelor, este ceea ce face posibilă prelucrarea tradițională. De exemplu, pentru a tăia aliaje cu duritate mare-cum ar fi cobalt-crom molibden, trebuie să utilizați unelte PCD sau prelucrare-asistată cu ultrasunete. Pe de altă parte, pentru a realiza materiale similare utilizând fabricarea aditivă, trebuie să scăpați de defectele interne ale porilor prin presare izostatică la cald (HIP) și apoi să îndepliniți cerințele de precizie a suprafeței prin frezarea CNC pe cinci-axe. Chiar dacă această metodă poate realiza piese de-performanță înaltă, proprietățile de metalurgie a pulberilor ale proceselor de fabricație aditivă limitează materialele care pot fi utilizate. Acest lucru face dificilă înlocuirea directă a capacității de prelucrare a metodelor tradiționale de forjare pentru țaglele metalice mari.
„Dubla provocare” de a obține dimensiunea potrivită și calitatea suprafeței
Scopul principal al post-procesării este de a remedia problemele care sunt încorporate în fabricarea aditivă. De exemplu, toleranța la grosimea profilului lamei a pieselor imprimate 3D-a discurilor de turbine ale motoarelor de avion trebuie să fie fixată de la ± 0,3 mm la ± 0,05 mm prin tăierea și șlefuirea sârmei. De asemenea, rugozitatea suprafeței trebuie să fie redusă de la Ra8-15 μm la Ra0,8-1,6 μm. Pentru componentele optice care au nevoie de precizie la nivel de-micrometru, astfel de reflectoare laser, șlefuirea tradițională de ultraprecizie este încă cea mai bună opțiune. Acest lucru se datorează faptului că post-procesarea depinde de mai multe procese care lucrează împreună, ceea ce face dificilă scăparea de toate greșelile care s-au acumulat.
3. „Paradoxul eficienței” prelucrării structurilor complicate
Fabricația aditivă are o caracteristică de „producție gratuită” care facilitează lucrul cu structuri complicate, cum ar fi suprafețele neuniforme și canalele de curgere interne. Cu toate acestea, etapa de post-procesare poate face această eficiență mai puțin utilă. De exemplu, frezarea CNC este necesară pentru a îndepărta reziduurile de suport din piesele de aliaj de aluminiu imprimate 3D-a unui anumit tip de suport satelit. Acest lucru reduce greutatea cu 15%, dar este nevoie și de 30% mai mult pentru procesare decât metodele tradiționale de turnare și prelucrare. Costul unitar al procedurilor tradiționale de ștanțare și tratament termic este încă mai mic decât cel al combinațiilor de aditivi și post-tratare pentru piesele standardizate fabricate în cantități mari, cum ar fi bielele pentru mașini.
2, Structura costurilor: „Pragul economic” pentru procesarea cu o mașină de postprocesare
1. Costurile de cumpărare și păstrare a echipamentului
Prețul echipamentelor de post-procesare, cum ar fi mașinile-unelte CNC cu legături cu cinci-axe și mașinile de lustruit cu laser, poate fi de milioane de yuani pentru o unitate. Pentru a realiza controlul-în buclă închisă, aceste mașini au nevoie de sisteme de detectare online și tehnologii de rețea inteligente. De exemplu, costă sute de mii de yuani pentru a face un postprocesor special pentru centrul de prelucrare cu cinci-axe german Hammer C20U. Costul de programare pentru mașinile de frezat obișnuite este doar 1/10 din acesta. De asemenea, costul materialelor pulbere de fabricație aditivă (cum ar fi pulbere de aliaj de titan, care costă aproximativ 2000 de yuani/kg) este substanțial mai mare decât cel al materialelor tradiționale pentru bare. Acest lucru face costul total al procesării-postării și mai mare.
2. Lungimea lanțului de proces și cheltuieli ascunse
Procesarea post-procesor necesită amalgamarea multor procese, inclusiv fabricarea aditivă, tratarea termică și finisarea suprafețelor, ceea ce duce la un lanț de proces alungit și la creșterea cheltuielilor ascunse. De exemplu, pentru a realiza un condil femural din aliaj cobalt crom molibden pentru un implant medical, este necesară lustruirea electrolitică pentru a scăpa de aderența pulberii, iar apoi este necesară microfrezarea pentru a fixa rădăcina filetului. Procesarea unei singure piese durează mai mult de 8 ore, deși procedura standard de forjare și strunjire CNC durează doar 2 ore. Chiar dacă post-procesarea poate face lucrurile mai individualizate, este totuși greu de egalat cu avantajul „o-moulării o dată” al metodelor tradiționale atunci când faceți o mulțime de lucruri.
3. Dependența de competențe și costul forței de muncă
Operatorii trebuie să fie mai calificați pentru a face procesarea post-procesorului. De exemplu, trebuie să știți cum să convertiți între sistemul de coordonate al piesei de prelucrat și sistemul de coordonate al mașinii în programarea CNC cu cinci-axe. Pe de altă parte, timpul de pregătire pentru abilitățile tradiționale de prelucrare prin strunjire și frezare este foarte rapid. De asemenea, repararea defectelor în fabricarea aditivă (cum ar fi umplerea porilor) necesită o combinație de găurire, sudură și prelucrare, ceea ce face ca abilitățile necesare lucrătorilor din proces să fie mult mai mari și să costă mai mult forța de muncă.
3, Ecologie industrială: unicitatea și dezvoltarea cooperativă a prelucrării convenționale
1. Funcția „pietrelor de balast” în industriile fundamentale
Industriile de bază precum mașinile și electricitatea folosesc încă cel mai mult procesarea tradițională. De exemplu, metoda de turnare și prelucrare a blocurilor de cilindri ale motoarelor auto poate produce milioane de ele în fiecare an. Pe de altă parte, fabricarea aditivă este greu de introdus în lanțul de aprovizionare principal, deoarece nu este foarte eficientă. De asemenea, reglarea fluxului de linii metalice în timpul forjarii clasice poate crește foarte mult rezistența la oboseală a pieselor. Acest lucru este încă necesar pentru realizarea componentelor structurale-principale care suportă sarcina ale avioanelor.
2. Plasarea „piaței de nișă” pentru post-procesare la locul potrivit
Principalul beneficiu al post-procesării este că răspunde nevoilor de „complexitate ridicată, dimensiune redusă a lotului și precizie ridicată”. De exemplu, în domeniul aerospațial, lustruirea electrochimică (ECP) trebuie utilizată pentru a îndepărta canalul de curgere intern al duzelor de combustibil imprimate 3D. Acest lucru se face pentru a reduce bavurile și rezistența la curgere, ceea ce este greu de realizat cu prelucrarea tradițională pentru astfel de arhitecturi cu microcanale. În medicină, microfrezarea este folosită pentru a schimba rădăcinile filetate ale implanturilor adaptate, astfel încât acestea să se potrivească cu țesutul osos al pacientului. Acesta este ceva ce metodele standard nu pot face.
3. Modelul „evoluției colaborative” în modul în care este integrată tehnologia
Procesul compozit „aditiv+străgător” va fi principalul obiectiv al rivalității în industria de producție în viitor. De exemplu, software-ul Siemens NX a făcut posibil ca căile de fabricație aditivă și prelucrarea CNC cu cinci-axe să lucreze împreună pentru a se optimiza reciproc. Face acest lucru prin utilizarea tehnologiei duble digitale pentru a prezice deformarea și creând automat programe de compensare pentru a menține precizia de prelucrare sub ± 0,01 mm. De asemenea, combinarea sistemelor de tratare termică cu platforme digitale precum Sistemul Simplified Cloud Zero Code poate face bucle de control al producției, ceea ce face diferența de cost între post-procesare și metodele tradiționale și mai mică.