Виготовити лише 20 металевих деталей? Як визначити, чи 3D-друк перевершує ЧПК

Вам потрібно всього 20 металевих деталей. Котирування на CNC виявляється вищим, ніж очікувалося, оскільки програмування, кріплення та час першої-статті все ще мають бути оплачені повністю. Час виконання також розтягується. При такому обсязі багато покупців починають запитувати, чи справді металеві 3D-друковані компоненти коштуватимуть дешевше та прийдуть швидше.

Відповідь не є автоматичною. Кілька практичних питань щодо геометрії, часу, стабільності конструкції, допуску та матеріалу зазвичай вирішують, який процес переможе. Ось як з ними працювати.

Чому 20 частин — це «хитра» кількість

Двадцять штук розташовані в незручній середній зоні. Він занадто малий для ЧПК, щоб комфортно розподілити витрати на налаштування, але достатньо великий, щоб люди все ще вагалися змінювати процеси.

У роботі з ЧПК програмування, проектування приладів і налагодження часто домінують у ціні. Коли ці постійні витрати покриваються, кожна додаткова частина стає відносно дешевою. Лише 20 штук ці постійні витрати сильно вдарили. Тривимірний друк на металі працює навпаки: майже без інструментів, але вища ціна на деталь, обумовлена ​​машинним часом, порошковою та -обробкою.

На практиці точка беззбитковості-між двома маршрутами часто становить від 10 до 50 частин. Складність змінює це число. Якщо деталь має внутрішні канали, решітки або органічні форми, які змушують багато-роботи або роз’єднувати-і-операції зварювання на ЧПУ, кросовер може впасти до низьких підлітків. Прості призматичні деталі, які легко виготовляються з прутка, все ще можуть віддавати перевагу ЧПК навіть після 30–40 деталей.

Вартість налаштування порівняно з-вартістю частини

CNC забезпечує високі налаштування та низьку граничну вартість

Металевий 3D-друк (SLM) вимагає низьких налаштувань і вищих граничних витрат

При 20 штуках покарання в налаштуванні ЧПК все ще значні, тому варто перевірити металевий 3D-друк для невеликих серійних замовлень на складних роботах.

Як працює металевий 3D-друк (SLM) простою англійською мовою

Вибіркове лазерне плавлення створює деталь шляхом нанесення тонкого шару металевого порошку та плавлення необхідних ділянок лазером. Цикл повторюється, поки деталь не стане твердою. По суті, це зварювання цілого об’єкта з порошку, по одному тонкому шматку за раз.

Три речі найважливіші для покупців:

Не потрібні пристосування чи м’які губки.

Такі складності, як внутрішні канали або решітки, не підвищують ціну так, як це відбувається при механічній обробці.

Невикористаний порошок можна просіяти та повторно використати в контрольованих умовах, зберігаючи низькі відходи матеріалу.

Ось чому така комбінаціяПрототипування 3D-друку SLMце часто найшвидший спосіб перевірити складну конструкцію перед тим, як використовувати будь-які інструменти.

Які матеріали можна друкувати?

Звичайні опції для промислових систем включають нержавіючу сталь 316L і 17-4PH, алюміній AlSi10Mg, титан Ti6Al4V і кілька марок Inconel. Професійні постачальники регулярно надають сертифікати матеріалів і відстежуваність партій порошку.

5 запитань, на які варто визначитися між 3D-друком і ЧПК

Опрацюйте ці п'ять пунктів. Відповіді зазвичай чітко вказують ту чи іншу сторону для замовлення на 20 штук.

Форма складна?
Внутрішні канали охолодження, ґратчасті структури або серйозне зменшення ваги зазвичай роблять 3D-друк менш-вартісним шляхом. Прості блоки або деталі, які можна вирізати зі стандартного прутка, майже завжди залишаються дешевшими на ЧПУ.
Якщо геометрія змушує багато{0}}обробку або етапи розділення-і-зварювання, добавка, як правило, виграє навіть при малому обсязі.

Як швидко вам потрібні запчастини?
Потужний цех SLM часто може виготовити 20 деталей за 7–14 днів, включаючи термічну обробку та базову обробку. Для ЧПК все ще може знадобитися конструкція пристосувань і планування верстатів, які довше виконують ту саму роботу.
Коли календар обмежений і форма непроста, друк часто стає першим.

Чи зміниться дизайн після першої партії?
Якщо можливі зміни, добавка тримає двері відкритими. Немає пристосування для утилізації та довгої програми ЧПК для переписування. ЧПК міцніше фіксує поточний дизайн.
Дизайни, що розвиваються, майже завжди сприяють друку такої кількості.

Який допуск і обробка поверхні вам потрібні?
Як-поверхні SLM зазвичай знаходяться в діапазоні Ra 10–25 мкм і часто потребують вторинної механічної обробки або полірування на критичних поверхнях. ЧПК може підтримувати жорсткіші допуски та краще обробити відразу з верстата.
Коли для багатьох елементів потрібна ±0,05 мм або більше, або тонка поверхня без додаткової роботи, ЧПК (або гібридний друк-плюс-підхід) зазвичай безпечніший. Функціональні допуски, які допускають певну до-обробку, роблять чисту адитивну життєздатною.

Який матеріал ви використовуєте?
Найбільш поширені технічні сплави доступні в обох процесах. Важкі--обробні або дорогі сплави іноді віддають перевагу добавкам, оскільки не мають-зносу ріжучого інструменту. Алюміній, який легко-обробляти-або вільну-сталь, часто залишаються дешевшими на ЧПК навіть із 20 штуками.

Швидке порівняння-для малооб’ємної роботи

Цей -{1}}погляд поруч показує практичні відмінності між 3D-друком і ЧПК для виробництва невеликих обсягів.

Реальний випадок: чому ми навчилися з проекту з 20 нержавіючих деталей

Європейському виробнику обладнання знадобилося 20 кронштейнів із-нержавіючої сталі, які містили внутрішні канали рідини. Оригінальна ціна на CNC була високою. Створення цих каналів потребувало б або багато{4}}обробки твердої частини, або розколу деталі, обробки проходів, а потім зварювання чи спаювання її назад-і дорого, і-вимагало багато часу. Зазначений термін виконання становив майже чотири тижні.

Вони надіслали ті самі файли для aМеталеві 3D-друковані компонентиогляд. Геометрія добре підходила для SLM: канали можна було побудувати чисто, і лише деякі ущільнювальні поверхні потребували легкої механічної обробки згодом. Деталі були надруковані в 316L, напруга-знята, а ущільнювальні поверхні оброблені. Загальний термін роботи склав 11 днів. Вартість одиниці була приблизно на 30% нижчою від кількості ЧПУ. Критичні розміри витримуються в межах ±0,12 мм.

Після цього було випущено ще дві невеликі партії лише з незначними змінами дизайну-щось, що означало б нові прилади чи значне перепрограмування на шляху ЧПК. Внутрішні канали були вирішальним фактором; як тільки ці функції підвищили вартість і складність обробки, замовлення з 20 добавками стало швидшим і дешевшим.

Коли ЧПУ все ще є кращим вибором

3D-друк не є автоматичним переможцем за малого обсягу.

ЧПК залишається сильнішим варіантом, коли:

Деталь є призматичною або може бути виготовлена ​​зі стандартного бруска чи пластини з прямими траєкторіями інструменту.

Для багатьох елементів потрібні допуски, вищі за ±0,05 мм, або чиста поверхня без додаткових операцій.

Дизайн повністю заморожений, і ви можете повторно замовити ту саму деталь у більшій кількості пізніше.

Матеріал обробляється легко і дешево.

У таких ситуаціях вищу вартість добавки за -частину складно виправдати навіть за 20 штук. Надійний постачальник скаже це, а не натискатиме на друк на кожному запиті.

Як вибрати надійного виробника 3D-друку з металу

Якщо запитання вище вказують на добавки, наступним фільтром є сам постачальник. Корисні перевірки включають:

Підтвердження того, що вони володіють промисловими машинами SLM (бренд, об’єм збірки, кількість лазерів), а не передають все на аутсорсинг.

Сертифікати матеріалів і відстеження партій порошку-.

Чітка можливість після{0}}обробки-термічної обробки, видалення опори, фінішної обробки та перевірки з ЧПУ.

Зразок розмірного звіту з порівнянної роботи.

Чуйне, технічно чітке спілкування на невеликій пробній версії.

Ці пункти допомагають відокремити виробника 3D-друку зі справжнього металу або фабрику 3D-друку SLM від торгової компанії. Послідовні записи процесів і готовність ділитися даними перевірок додають додаткової впевненості.

FAQ

Чи 3D-друк дешевший, ніж ЧПУ на 20 деталей?
Це залежить від геометрії. Деталі з внутрішніми особливостями або складною формою часто дешевші та швидші з добавкою. Прості деталі, які легко обробляти, зазвичай коштують дешевше на ЧПУ.

Яке мінімальне замовлення металевих 3D-друкованих компонентів?
Більшість промислових постачальників приймають окремі штуки. Двадцять деталей — це комфортна кількість для виробництва SLM, і часто упаковка на машині ефективніша, ніж одиночний прототип.

Скільки часу потрібно, щоб виготовити 20 деталей?
Типовий поворот дляПрототипування 3D-друку SLMа невеликі партії – 7–14 днів, включаючи термічну обробку та базову обробку, за умови наявності потужностей і готовності дизайну-до друку.

Чи металеві деталі, надруковані на 3D, такі ж міцні, як деталі з ЧПК?
З правильним сплавом, параметрами процесу та термічною обробкою механічні властивості можна порівняти з кованим або обробленим матеріалом у багатьох сферах застосування. Деталі, що мають критичну втому або тиск, все ще можуть потребувати додаткових випробувань або гарячого ізостатичного пресування.

Чи можете ви спочатку створити прототип, а потім розширити?
так Багато покупців друкують один або два прототипи, вдосконалюють дизайн, а потім запускають партію з 20 штук за тим же процесом. Цей шлях є набагато гнучкішим, ніж рано переходити на прилади з ЧПК.

Якщо ви розглядаєте замовлення з 20 металів, а геометрія, часовий графік або стабільність конструкції роблять вибір неясним, надішліть креслення та основні вимоги. Короткий огляд форми, матеріалу, допусків і графіку покаже, чи металеві 3D-друковані компоненти чи звичайне ЧПК є більш практичним шляхом для вашого конкретного випадку.