Може ли пост{0}}обработката напълно да замени традиционната обработка?

一, Техническа граница: „горната граница на възможностите“ и „пропускът в приложението“ на машинната обработка след-обработка
1. Разлики в това колко добре могат да се използват материалите
„Субтрактивното производство“, което е по-гъвкаво, що се отнася до качествата на материала, е това, което прави възможна традиционната обработка. Например, за да режете сплави с висока-твърдост като кобалт хром молибден, трябва да използвате PCD инструменти или ултразвукова-обработка. От друга страна, за да направите подобни материали с помощта на адитивно производство, трябва да се отървете от дефектите на вътрешните пори чрез горещо изостатично пресоване (HIP) и след това да изпълните изискванията за точност на повърхността чрез пет-осно CNC фрезоване. Въпреки че този метод може да направи части с висока-производителност, свойствата на праховата металургия на адитивните производствени процеси ограничават материалите, които могат да се използват. Това затруднява директната замяна на способността за обработка на традиционните методи за коване на големи метални заготовки.
„Двойното предизвикателство“ за получаване на правилния размер и качество на повърхността
Основната цел на последващата-обработка е да коригира проблемите, които са вградени в адитивното производство. Например толерансът на дебелината на профила на лопатките на 3D-отпечатаните части на дисковете на турбините на авиационни двигатели трябва да бъде фиксиран от ± 0,3 mm до ± 0,05 mm чрез рязане и шлайфане с тел. Грапавостта на повърхността също трябва да бъде намалена от Ra8-15 μm до Ra0,8-1,6 μm. За оптични компоненти, които се нуждаят от точност на микрометър-ниво, като лазерни рефлектори, традиционното свръхпрецизно шлайфане все още е най-добрият вариант. Това е така, защото последващата обработка зависи от множество процеси, работещи заедно, което затруднява премахването на всички натрупани грешки.
3. "Парадоксът на ефективността" при обработката на сложни структури
Адитивното производство има функция „свободно производство“, която улеснява работата със сложни структури като неравни повърхности и вътрешни канали за поток. Етапът на последваща{1}}обработка обаче може да направи тази ефективност по-малко полезна. Например, CNC фрезоване е необходимо за отстраняване на остатъците от опора от 3D-отпечатаните части от алуминиева сплав на определен тип сателитна скоба. Това намалява теглото с 15%, но също така отнема 30% повече време за обработка в сравнение с традиционните методи за леене и машинна обработка. Единичната цена на традиционните процедури за щамповане и термична обработка все още е по-ниска от тази на комбинациите от добавки и последваща-обработка за стандартизирани части, произведени в големи количества, като мотовили за автомобили.
2, Структура на разходите: „Икономическият праг“ за обработка с машина за последваща обработка
1. Разходи за закупуване и поддържане на оборудване
Цената на оборудване за последваща-обработка като пет-осеви CNC машини и машини за лазерно полиране може да бъде милиони юани за една единица. За да осъществят управление на затворен-контур, тези машини се нуждаят от онлайн системи за откриване и интелигентни мрежови технологии. Например, струва стотици хиляди юани, за да се направи специален постпроцесор за немския Hammer C20U пет-осен обработващ център. Разходите за програмиране за обикновени фрезови машини са само 1/10 от тях. Освен това цената на прахообразните материали за адитивно производство (като прах от титаниева сплав, който струва приблизително 2000 юана/кг) е значително по-висока от тази на традиционните прътови материали. Това прави общата цена на последващата-обработка още по-висока.
2. Дължината на веригата на процеса и скрити разходи
Постпроцесорната обработка налага обединяването на много процеси, включително производство на добавки, термична обработка и довършване на повърхността, което води до удължена верига на процеса и повишени скрити разходи. Например, за да се направи феморален кондил от сплав на кобалт, хром и молибден за медицински имплант, е необходимо електролитно полиране, за да се отърве от адхезията на праха, а след това е необходимо микро фрезоване, за да се фиксира коренът на резбата. Отнема повече от 8 часа за обработка на едно парче, въпреки че стандартната процедура за коване и CNC струговане отнема само 2 часа. Дори ако последващата-обработка може да направи нещата по-индивидуализирани, все още е трудно да се сравнява предимството на „еднократното-отливане“ на традиционните методи, когато се правят много неща.
3. Зависимост от уменията и цената на труда
Операторите трябва да бъдат по-квалифицирани, за да извършват пост{0}}процесорна обработка. Например, трябва да знаете как да конвертирате между координатната система на детайла и координатната система на машината в пет-осно CNC програмиране. От друга страна, времето за обучение за традиционни умения за струговане и фрезоване е много бързо. Освен това коригирането на дефекти в адитивното производство (като запълване на пори) се нуждае от комбинация от пробиване, заваряване и машинна обработка, което прави необходимите умения за работниците в процеса много по-високи и струва повече за труд.
3, Индустриална екология: уникалността и съвместното развитие на конвенционалната обработка
1. Функцията на "баластните камъни" във фундаменталните индустрии
Основните индустрии като автомобилите и електроенергията все още използват най-много традиционната обработка. Например методът за леене и механична обработка на цилиндрови блокове на автомобилни двигатели може да произвежда милиони от тях всяка година. От друга страна, адитивното производство е трудно да влезе в основната верига за доставки, защото не е много ефективно. Също така, регулирането на потока от метални линии по време на класическо коване може значително да увеличи якостта на умора на частите. Това все още е необходимо за направата на основните-носещи натоварване конструктивни компоненти на самолетите.
2. Поставяне на „пазарната ниша“ за последваща-обработка на правилното място
Основното предимство на последващата-обработка е, че тя отговаря на нуждите от „висока сложност, малък размер на партида и висока прецизност“. Например, в космическото пространство трябва да се използва електрохимично полиране (ECP), за да се премахне вътрешният канал на потока на 3D отпечатаните горивни дюзи. Това се прави, за да се намалят неравностите и съпротивлението на потока, което е трудно да се направи с традиционната обработка за такива микроканални архитектури. В медицината микрофрезоването се използва за промяна на корените с резба на персонализирани импланти, така че да пасват на костната тъкан на пациента. Това е нещо, което стандартните методи не могат да направят.
3. Моделът на "съвместна еволюция" в начина, по който технологията е интегрирана
Композитният процес на „добавяне+изваждане“ ще бъде основният фокус на съперничеството в производствената индустрия в бъдеще. Например, софтуерът Siemens NX направи възможно адитивните производствени пътища и пет-осовата CNC обработка да работят заедно, за да се оптимизират взаимно. Той прави това, като използва цифрова двойна технология за прогнозиране на деформация и автоматично създаване на програми за компенсация, за да поддържа точността на обработка под ± 0,01 mm. Също така, комбинирането на системи за термична обработка с цифрови платформи като опростената система с нулев код в облака може да направи вериги за контрол на производството, което прави разликата в разходите между последващата{6}}обработка и традиционните методи още по-малка.