Vyrobit pouze 20 kovových dílů? Jak zjistit, zda 3D tisk překonává CNC

Potřebujete pouze 20 kovových dílů. Cena CNC se vrací vyšší, než se očekávalo, protože programování, přípravky a první{2}}čas pro článek musí být stále zaplacen v plné výši. Prodlužuje se také dodací lhůta. Při tomto objemu se mnoho kupujících začíná ptát, zda by kovové 3D tištěné komponenty skutečně stály méně a dorazily dříve.

Odpověď není automatická. O tom, který proces zvítězí, obvykle rozhoduje hrstka praktických otázek o geometrii, načasování, stabilitě návrhu, toleranci a materiálu. Zde je návod, jak s nimi pracovat.

Proč je 20 dílů „ošidné“ množství

Dvacet kusů sedí v nepohodlném středním pásmu. Je příliš malý na to, aby CNC pohodlně rozložil náklady na nastavení, ale dostatečně velký, aby lidé stále váhali se změnou procesů.

Na CNC zakázkách často dominuje ceně programování, návrh přípravků a ladění. Jakmile jsou tyto fixní náklady pokryty, každá další část se stává relativně levnou. Při pouhých 20 kusech tyto fixní náklady tvrdě zasáhly. Kovový 3D tisk funguje opačně: téměř žádné nástroje, ale vyšší náklady na díl, které závisí na strojovém čase, prášcích a následném-zpracování.

V praxi se bod zlomu- mezi těmito dvěma cestami často pohybuje mezi 10 a 50 díly. Složitost posouvá toto číslo. Když má součástka vnitřní kanály, mřížky nebo organické tvary, které na CNC vynucují práci s více osami nebo dělicí{6}}a{7}}svařovací operace, může přechod klesnout na nižší úroveň. Jednoduché prizmatické díly, které lze snadno obrábět z tyčového materiálu, mohou stále upřednostňovat CNC i přes 30–40 kusů.

Cena nastavení vs. per-částka

CNC přináší vysoké nastavení a nízké mezní náklady

Kovový 3D tisk (SLM) přináší nízké nastavení a vyšší mezní náklady

Při 20 kusech je penalizace za nastavení CNC stále značná, a proto se kovový 3D tisk u malých dávkových zakázek vyplatí kontrolovat u složitých zakázek.

Jak funguje kovový 3D tisk (SLM) v jednoduché angličtině

Selektivní laserové tavení vytvoří součást nanesením tenké vrstvy kovového prášku a roztavením požadovaných oblastí laserem. Cyklus se opakuje, dokud není součást pevná. Je to v podstatě svařování kompletního předmětu z prášku, jeden tenký plátek po druhém.

Pro kupující jsou nejdůležitější tři věci:

Nejsou potřeba žádné přípravky ani měkké čelisti.

Složitost, jako jsou vnitřní kanály nebo mřížky, nezvyšuje cenu tak, jak tomu je u obrábění.

Nepoužitý prášek lze prosít a znovu použít za kontrolovaných podmínek, čímž se minimalizuje odpad materiálu.

Ta kombinace je pročPrototypování 3D tisku SLMje často nejrychlejší způsob, jak otestovat složitý návrh, než se pustíte do jakéhokoli nástroje.

Jaké materiály lze tisknout?

Mezi běžné možnosti průmyslových systémů patří nerezová ocel 316L a 17-4PH, hliník AlSi10Mg, titan Ti6Al4V a několik druhů Inconel. Profesionální dodavatelé běžně poskytují materiálové certifikáty a sledovatelnost šarží prášku.

5 otázek k rozhodování mezi 3D tiskem a CNC

Propracujte se těmito pěti body. Odpovědi obvykle jasně ukazují na jednu nebo druhou stranu pro objednávku 20 kusů.

Je tvar složitý?
Vnitřní chladicí kanály, mřížkové konstrukce nebo výrazné snížení hmotnosti obvykle činí 3D tisk levnější-nákladovou cestou. Jednoduché bloky nebo díly, které lze řezat ze standardního tyčového materiálu, zůstávají na CNC téměř vždy levnější.
Pokud si geometrie vynucuje víceosé obrábění nebo dělené{1}}a{2}}kroky svařování, má aditivum tendenci vítězit i při nízkém objemu.

Jak rychle potřebujete díly?
Schopná SLM dílna dokáže často otočit 20 dílů za 7–14 dní včetně tepelného zpracování a základní povrchové úpravy. CNC může stále potřebovat návrh přípravku a plánování stroje, které prodlouží stejnou práci.
Když je kalendář těsný a tvar není jednoduchý, tisk se často dostane jako první.

Změní se design po první várce?
Pokud jsou revize pravděpodobné, aditivum ponechává dveře otevřené. Neexistuje žádný přípravek na sešrotování a žádný dlouhý CNC program k přepisování. CNC uzamkne aktuální design pevněji.
Vyvíjející se návrhy téměř vždy upřednostňují tisk v tomto množství.

Jakou toleranci a povrchovou úpravu potřebujete?
-Povrchy SLM se obvykle nacházejí v rozsahu Ra 10–25 µm a často vyžadují sekundární opracování nebo leštění na kritických plochách. CNC dokáže udržet užší tolerance a lépe dokončit přímo ze stroje.
Pokud mnoho funkcí potřebuje ±0,05 mm nebo lepší nebo jemný povrch bez práce navíc, je CNC (nebo hybridní tisk-plus-obráběcí metoda) obvykle bezpečnější. Funkční tolerance, které mohou akceptovat určité následné-zpracování, činí z čistého aditiva životaschopnou.

Jaký materiál používáte?
V obou procesech jsou k dispozici nejběžnější inženýrské slitiny. Obtížně-obrobitelné-slitiny nebo drahé slitiny někdy upřednostňují aditiva, protože nedochází k opotřebení řezných-nástrojů. Snadno{5}}-obrábění hliníku nebo volné{7}}řezné oceli často zůstává na CNC levnější i při 20 kusech.

Rychlé srovnání pro práci s malým{0}}objemem

Tento-pohled vedle sebe{1}}zachycuje praktické rozdíly mezi 3D tiskem a CNC pro malosériovou výrobu.

Skutečný případ: Co jsme se naučili z 20dílného nerezového projektu

Evropský výrobce zařízení potřeboval 20-konzol z nerezové oceli, které obsahovaly vnitřní kanály pro kapaliny. Původní cena CNC byla vysoká. Vytvoření těchto kanálů by vyžadovalo buď víceosé obrábění z masivního tělesa, nebo rozdělení součásti, obrobení průchodů a následné svaření nebo pájení zpět dohromady-jak drahé, tak{6}}náročné. Dodací lhůta byla uvedena na téměř čtyři týdny.

Poslali stejné soubory pro aKovové 3D tištěné komponentyrecenze. Geometrie SLM dobře vyhovovala: kanály mohly být postaveny čistě a jen několik těsnících ploch potřebovalo následně lehké opracování. Díly byly vytištěny v 316L, pnutí-uvolněno a těsnicí plochy byly dokončeny. Celková doba obratu byla 11 dní. Jednotkové náklady byly zhruba o 30 % nižší než číslo CNC. Kritické rozměry se drží v rozmezí ±0,12 mm.

Následovaly dvě další malé série s pouze drobnými úpravami designu-něco, co by znamenalo nové přípravky nebo významné přeprogramování na CNC trase. Rozhodujícím faktorem byly vnitřní kanály; jakmile tyto vlastnosti zvýšily náklady na obrábění a složitost, objednávka 20 kusů aditiv se stala rychlejší a levnější.

Když je CNC stále tou lepší volbou

3D tisk není automatickým vítězem při nízkém objemu.

CNC zůstává silnější možností, když:

Součást je hranolová nebo může být vyrobena ze standardní tyče nebo desky s přímou dráhou nástroje.

Potřebujete tolerance těsnější než ±0,05 mm u mnoha prvků nebo jemnou povrchovou úpravu bez sekundárních operací.

Návrh je zcela zmrazený a později si můžete stejný díl doobjednat ve větším množství.

Materiál obrábí snadno a levně.

V těchto situacích je obtížné odůvodnit vyšší-náklady na díl, a to i při 20 kusech. Spolehlivý dodavatel to řekne spíše než tlačit tisk na každý dotaz.

Jak si vybrat spolehlivého výrobce kovového 3D tisku

Pokud výše uvedené otázky směřují k aditivu, dalším filtrem je samotný dodavatel. Mezi užitečné kontroly patří:

Potvrzení, že vlastní průmyslové stroje SLM (značka, objem výroby, počet laserů), než aby všechno outsourcovali.

Materiálové certifikáty a sledovatelnost-šarží prášku.

Jasná možnost následného{0}}zpracování-tepelného zpracování, odstranění podpory, CNC dokončování a kontrola.

Ukázka rozměrové zprávy ze srovnatelné zakázky.

Vstřícná, technicky jasná komunikace na malou zkoušku.

Tyto body pomáhají oddělit skutečného výrobce kovového 3D tisku nebo továrnu na 3D tisk SLM od obchodní společnosti. Důsledné záznamy o procesech a ochota sdílet inspekční data dodávají další důvěru.

FAQ

Je 3D tisk levnější než CNC na 20 dílů?
Záleží na geometrii. Díly s vnitřními prvky nebo složitými tvary jsou často levnější a rychlejší s aditivy. Jednoduché díly, které lze snadno obrábět, zůstávají na CNC obvykle levnější.

Jaká je minimální objednávka kovových 3D tištěných komponent?
Většina průmyslových dodavatelů přijímá jednotlivé kusy. Dvacet dílů je pro SLM pohodlné výrobní množství a často se na stroji balí efektivněji než osamocený prototyp.

Jak dlouho trvá vyrobit 20 dílů?
Typický obrat proPrototypování 3D tisku SLMa malých sérií je 7–14 dní včetně tepelného zpracování a základní povrchové úpravy, za předpokladu, že je k dispozici kapacita a návrh je připraven k tisku-.

Jsou 3D tištěné kovové díly stejně pevné jako CNC díly?
Při správné slitině, procesních parametrech a tepelném zpracování jsou mechanické vlastnosti v mnoha aplikacích srovnatelné s tvářeným nebo obráběným materiálem. Díly s kritickou únavou nebo tlakem mohou stále vyžadovat dodatečné testování nebo izostatické lisování za tepla.

Dokážete nejprve vyrobit prototyp a poté jej zvětšit?
Ano. Mnoho kupujících vytiskne jeden nebo dva prototypy, vylepší design a poté spustí 20dílnou dávku ve stejném procesu. Tato cesta je mnohem flexibilnější než včasné nasazení CNC přípravků.

Pokud se díváte na zakázku 20 kusů kovu a geometrie, časová osa nebo stabilita designu činí výběr nejasným, zašlete výkresy a základní požadavky. Krátký přehled tvaru, materiálu, tolerance a harmonogramu ukáže, zda jsou pro váš konkrétní případ praktičtější cestou kovové 3D tištěné komponenty nebo konvenční CNC.