3Д штампачи су нова врста опреме за обраду која може да производи различите облике, а њихова примена је последњих година све распрострањенија. Али има и недостатке и ситуације у којима није погодан за обраду. У којим ситуацијама 3Д штампачи могу играти своју улогу, а у којим је традиционална обрада прикладнија? Испод су карактеристике 3Д штампача и њихове разлике од обраде сечења.
Шта је 3Д штампа?
3Д штампач је уређај који сече 3Д податке на танке резове да би формирао дводимензионалне облике, а затим слаже дводимензионалне облике да би формирао тродимензионални модел који је идентичан облику 3Д података. За разлику од обраде сечењем којом се уклањају материјали, пластичне обраде којом се обликују формирани материјали и обраде деформације, адитивна производња, позната и као адитивна производња, разматра се из перспективе обраде са додатком материјала. Карактеристике обраде 3Д штампача се манифестују као „моделовање“ и „слојевити“, који су углавном подељени у следеће категорије на основу метода моделовања и врста материјала за моделовање.
Класификација заснована на методи слојевитости
Моделирање фузионисаног таложења (ФДМ): Ово је метода наношења слојева која распршује топло топљени материјал из млазнице, у распону од релативно јефтиних модела за личну употребу до комерцијалне употребе, са широким спектром линија производа. Материјал за моделирање је углавном смола, али постоје и материјали за металне фазе. На пример, у неким термопластичним нумеричким производима, исти материјали који се стварно користе у бризгању могу се користити за ливење.
Метода УВ обликовања: То је метода озрачивања ултраљубичастих зрака на течну смолу да би се очврснула и таложили материјали. УВ зрачење се може постићи употребом УВ пројектора и ласера, између осталог. У основи се користи само за обликовање материјала од смоле. Материјали који се користе су специјализовани материјали. Метода синтеровања праха слој по слој користи ласерске или друге методе за озрачивање танког слоја прашкастог материјала и загрева га да би се растворио и учврстио материјал праха. Затим положите танак слој материјалног праха на њега и поново извршите ласерско зрачење. Ова метода наношења слојева се назива моделирање слојева синтеровања праха. Уопштено говорећи, материјали и адитиви се мешају за употребу, а функција адитива је да топе и везују материјале заједно. Применљиви материјали за ову методу су такође специјализовани.
Према класификацији материјала
Смолни материјал
Метални материјали
3Д штампачи могу да обрађују смоле и металне материјале. Због различитих материјала који се могу обрадити различитим моделима опреме, неопходно је користити различите моделе опреме према намени дизајна.
3Д штампачи често остављају људима утисак да могу лако да обрађују и производе било који облик, али у стварности, висококвалитетно моделирање и обрада захтевају методе и нагомилано искуство. Ова врста опреме не може произвести све по својој вољи. Поред тога, понекад накнадна обрада након обликовања такође захтева више времена, као што је уклањање делова за стезање калупа који се користе за стабилизацију облика. Многе компаније пружају ову врсту професионалних услуга, а ми треба да дамо приоритет овом приступу да бисмо то постигли.
Разлика између 3Д штампања и обраде сечења
Највећа разлика између 3Д штампања и сечења је начин обраде, а поред тога постоје и многе друге разлике.
Разлике у методама обраде
3Д штампач: адитивна производња која додаје материјале за постизање жељеног облика.
Обрада сечења: Уклањање непотребних делова из материјала попут блокова и њихова обрада да би се разликовао облик који се може обрађивати.
3Д штампач: Сложен на основу 2Д облика попречног пресека, може да обрађује шупље, висеће и закривљене рупе, итд. на потребу за више материјала.
Обрада сечења: шупље или унутрашње закривљене рупе се не могу машински обрађивати. Поред тога, за обраду надвишених и попречних рупа потребно је више пута стезати и фиксирати радни предмет током процеса обраде, тако да степен слободе облика који се може обрађивати није много висок. С друге стране, ова метода сече облике од блок материјала, што олакшава израду елемената са дебелим зидовима.
Разлике у подацима потребним за обраду
3Д штампач: Потребни су не само подаци о 3Д дизајну, већ и подаци о 3Д штампању. Поред тога, у зависности од облика, можда ће бити потребно дизајнирати носаче, што може захтевати специјализовани софтвер или 3Д податке као што су СТЛ, СТЕП, ИГС као међуподаци. Креирање података за ово може потрајати дуго.
Обрада сечења: Коришћење алатних машина за сечење може користити 2Д цртеже. Последњих година, НЦ „аутоматска обрада” постепено постаје мејнстрим, за шта се широко користи апликативни програм (ЦАМ) за аутоматско креирање НЦ програма. Поред уобичајених 2Д формата података као што је ДКСФ, НЦ програми се такође могу креирати препознавањем 3Д формата података као што су СТЕП и ИГС, посебно за сложене облике. Из овога можемо лако креирати податке за постизање циљева обраде.
Разлика између материјала који се обрађују
3Д штампачи генерално захтевају специјализоване материјале. Стога, поред ограничења на опционе материјале, специјализовани материјали имају и недостатке као што су скупљи од општих материјала.
Обрада сечења: Не може само да обрађује метале, већ и разне друге материјале као што је пластика.
Примери који су погоднији за 3Д штампање у поређењу са обрадом сечења
Сваки метод обраде има своје предности и мане. Испод су неки случајеви у којима је 3Д штампање погодније од машинске обраде.
3Д креативна потврда: Ако је потребно потврдити изглед производа током фазе планирања производа, овај метод се може ефикасно користити. У поређењу са спецификацијама, цртежима и илустрацијама, може да пружи јасније и интуитивније искуство јер се може приказати испред очију као физички објекат.
Шупља структура и унутрашње закривљене рупе: Ова метода је веома погодна ако желите да постигнете шупљу структуру да бисте смањили тежину, или ако желите да постигнете сложен облик закривљених рупа унутар производа. Нарочито када се унутрашње закривљене рупе праве, пошто сечење подразумева машинску обраду рупа из два правца и њихово пресецање, може се направити само равна рупа са Р-углом. Али 3Д штампачи могу постићи сложене закривљене и закривљене рупе.
Производња пробних производа: Посебно за пластичне производе, да би се спровела пробна производња, морају се направити пробни калупи током обраде сечења. Међутим, пошто 3Д штампачи не захтевају калупе, пробна производња се може извршити по ниским трошковима. Други метод је да се произведе калуп који се користи за бризгање или штанцање, а не сам прототип.
Модели изградње и изградње: 3Д штампачи су погодни за креирање сложених закривљених структура. Осим тога, вешт је и у обради шупљих облика, што га чини погоднијим за стилизовање архитектонских модела. У процесу сечења, тешко је постићи шупљи облик, тако да се мора поделити на више делова за производњу и монтажу. У страним земљама, појава употребе 3Д штампе за израду самих зграда постепено се повећава, али питања као што су материјални трошкови и прецизност комбинација компоненти и даље постоје.
Вишеструка и мала серијска производња: Предност 3Д штампача је у томе што не захтевају калупе и могу слободно да штампају. Због тога су 3Д штампачи погодни за различите врсте мале производње, као што су репродукција протетика и производа који су већ расписани, као и прибора који се користе на производним линијама. Такође се може користити за обраду производа који задовољавају различите потребе купаца, као што су прилагођени аутомобилски делови. И док год постоје подаци, иста ствар се може направити одмах, елиминишући ризик од непродатих и вишкова залиха.
Ефикасно разликовати 3Д штампање и обраду сечења
Највећи изазов 3Д штампања је ниска прецизност обраде. Да би се користио у комбинацији са другим деловима, неопходна је обрада. Облик делова који су прецизно комбиновани са другим деловима, као што су завртњи, није погодан. Брзина обраде 3Д штампања је спорија од сечења, а оперативни трошкови, укључујући материјале, такође су високи, што га чини неприкладним за производњу великих размера. Стога, осим за неколико типова производње малих серија, генерално се користи за обраду и производњу калупа који се користе у узорцима, прототиповима или огледима. Последњих година било је и случајева у аутомобилској и ваздухопловној индустрији где се производи направљени помоћу 3Д штампача директно уграђују као финални производи, али још нису достигли ниво замене традиционалне опреме за обраду. Чак и као прототип, и даље постоје проблеми са прецизношћу и храпавости површине, као и потешкоћа да се метални материјали термички деформишу.
Стога је идеалан приступ коришћење 3Д штампања у неким ограниченим применама (као што је пробна производња) и усвајање машинске обраде сечењем током прецизне пробне производње и фаза масовне производње. Поред тога, у ситуацијама када је потребна евалуација перформанси на истом нивоу као производи масовне производње, 3Д штампачи можда неће моћи да користе исте материјале као производи масовне производње. У овом тренутку потребно је користити опрему за сечење да бисте то постигли.
За разлику од процеса сечења који уклањају материјале, 3Д штампачи су опрема за обраду која додаје материјале како би се постигао жељени облик за адитивну производњу. Сложите и слојевите 2Д облике исечака 3Д података у жељени облик. 3Д штампање се може поделити на моделирање таложења растопа (ФДМ), ултраљубичасто моделирање, моделирање слојева синтеровања праха итд. према методи наношења слојева, а може се поделити на смолу и метал према коришћеним материјалима. Иако је могуће обрадити и облике који се не могу постићи сечењем, као што су превисоке, попречне рупе и унутрашње закривљене рупе, тачност 3Д штампе је тренутно нижа у односу на сечење, што захтева специјализоване материјале и дуже време обраде. Стога, у поређењу са масовном производњом, 3Д штампачи су погоднији за посебно ограничене сврхе током пробне производње и процеса планирања.