Sekiranya anda seorang jurutera atau profesional perolehan, Anda mungkin tertanya -tanya: Adalah Percetakan 3D logam Bernilai untuk bahagian -bahagian yang telah lama kami buat dengan kaedah subtractive seperti pemesinan CNC? Jawapannya bukanlah "ya" atau "tidak" yang mudah bergantung pada reka bentuk anda, garis masa, belanjawan, dan keperluan bahagian. Panduan ini memecah semua yang anda perlu tahu untuk membuat pilihan yang tepat, dengan contoh dunia nyata dan data yang boleh diambil tindakan.
Apa itu Percetakan Metal 3D? Gambaran ringkas
Percetakan 3D logam (Juga dipanggil Pembuatan Aditif, atau am) Membina lapisan bahagian dengan lapisan dari serbuk logam -tidak seperti kaedah tradisional "subtractive" yang memotong bahan dari blok pepejal. Dua teknologi yang paling biasa adalah:
- SLM (Laser selektif lebur): Menggunakan laser untuk mencairkan serbuk logam sepenuhnya ke dalam cecair, yang menyejukkan dan menguatkan lapisan.
- DMLS (Sintering laser logam langsung): Panas serbuk cukup untuk "mengimpal" zarah bersama (tidak mencairkan sepenuhnya).
Sementara SLM dan DML berfungsi dengan cara yang berbeza, industri sering menggunakan istilah ini secara bergantian. Kedua -dua kontras dengan tajam dengan Pemesinan CNC, yang membentuk bahagian -bahagian dengan mengeluarkan bahan -memikirkannya sebagai mengukir patung dari blok batu, berbanding membina satu dengan batu bata kecil.
4 Senario utama untuk memilih percetakan 3D logam
Percetakan 3D logam tidak lebih baik untuk setiap pekerjaan, Tetapi ia bersinar dalam empat kes tertentu. Berikut adalah contoh dan data dunia nyata untuk menyandarkan setiap senario.
1. Anda memerlukan reka bentuk yang kompleks (Tanpa kos tambahan)
Perjuangan pembuatan tradisional dengan bentuk kompleks-walaupun mesin CNC 5 paksi tidak dapat dengan mudah tidak membuat geometri rumit seperti saluran dalaman atau struktur kisi. Lebih buruk, Reka bentuk yang lebih kompleks, semakin tinggi kos: anda memerlukan alat yang lebih tepat, masa persediaan yang lebih lama, dan selalunya pelbagai bahagian untuk berkumpul.
Percetakan 3D logam membalik skrip ini: kerumitan tidak menambah kos. Ia membina seluruh bahagian dalam satu langkah, Tiada perhimpunan diperlukan.
Contoh dunia nyata: Nozzle Fuel Engine Leap GE
GE digunakan DMLS untuk mengulangi semula muncung bahan api enjin pesawat lompatannya. Sebelum ini, muncung dibuat dari 20 bahagian berasingan (bersumber dari pembekal yang berbeza) Perhimpunan yang diperlukan. Dengan percetakan 3D:
- Muncung menjadi satu, bahagian monolitik.
- Berat dijatuhkan oleh 25% (Kritikal untuk kecekapan bahan bakar di aeroangkasa).
- Kekuatan meningkat oleh 5x Berbanding dengan reka bentuk asal.
Ini tidak mungkin dilakukan dengan pemesinan CNC 20 bahagian menjadi ketat, Komponen berprestasi tinggi terlalu lambat dan rawan kesilapan.
2. Anda memerlukan prototaip logam dengan pantas (1-5 unit)
Sekiranya anda menguji reka bentuk bahagian baru (1 ke 5 prototaip), Percetakan 3D logam lebih cepat dan lebih murah daripada pemesinan CNC. Inilah sebabnya:
- Pemesinan CNC memerlukan stok bahan, Persediaan Alat, dan pengaturcaraan -sering mengambil 2-4 minggu Untuk mendapatkan bahagian pertama anda.
- Percetakan 3D logam (Malah DMLS) Bekerja atas permintaan: Tiada perkakas, Tiada stok. Anda boleh mencetak prototaip di 3-7 hari Dan tweak reka bentuk sehingga sempurna.
Perbandingan Masa Turnaround Prototaip
| Kaedah | Bahagian pertama memimpin masa | Kos setiap prototaip tambahan | Terbaik untuk saiz batch |
| Percetakan 3D logam (DMLS) | 3-7 hari | \(500- )1,500 (Sama seperti yang pertama) | 1-10 unit |
| Pemesinan CNC | 2-4 minggu | \(300- )800 (lebih murah selepas persediaan) | 50+ unit |
Contohnya, Syarikat peranti perubatan menguji prototaip instrumen pembedahan baru yang digunakan SLM untuk mencetak 3 versi dalam 2 minggu -sesuatu yang akan diambil 6 minggu dengan pemesinan CNC.
3. Anda mahu ringan, Bahagian tahan lama (Aeroangkasa/Perubatan)
Industri seperti aeroangkasa dan keperluan perubatan yang kedua -duanya adalah cahaya (untuk menjimatkan bahan bakar atau mengurangkan ketidakselesaan pesakit) dan kuat (Untuk menangani tekanan tinggi). Kegunaan percetakan 3D logam Superalloys (Mis., Inconel 718, Alsi10mg, Cobalt-Chromium) yang lebih ringan daripada bahan machined tradisional tetapi sama tahan lama.
Perbandingan prestasi bahan
| Bahan | Berat (vs. Keluli) | Kekuatan tegangan | Terbaik untuk |
| Inconel 718 (3D dicetak) | 20% lebih ringan | 1,290 MPA | Bahagian enjin aeroangkasa |
| Alsi10mg (3D dicetak) | 60% lebih ringan | 330 MPA | Kurungan ringan |
| Cobalt-Chromium (3D dicetak) | 15% lebih ringan | 1,250 MPA | Implan pergigian, alat pembedahan |
Makmal pergigian, contohnya, penggunaan 3D-dicetak cobalt-chromium mahkota itu 15% lebih ringan daripada mahkota giling tetapi terakhir sebagai pesakit lama melaporkan keletihan rahang, dan makmal menjimatkan masa untuk pemesinan.
4. Anda mahu memotong sisa bahan
Kaedah subtractive seperti pemesinan CNC menjana banyak sisa: hingga 70% blok logam asal berakhir sebagai sekerap (yang perlu anda kitar semula). Percetakan 3D logam hanya menggunakan serbuk yang diperlukan untuk membina bahagian -tiada bahan berlebihan, tiada pembaziran.
Contohnya, pembekal bahagian automotif beralih ke SLM untuk perumahan sensor kecil. Sebelum ini, Pemesinan CNC menghidupkan blok aluminium 1kg menjadi bahagian 0.3kg (70% sisa). Dengan percetakan 3D, Mereka menggunakan 0.3kg serbuk alsi10mg $200 setiap bahagian dalam kos bahan.
5 Kekurangan Percetakan 3D Logam (Bilakah memilih CNC sebaliknya)
Percetakan 3D logam bukan peluru perak. Berikut adalah lima kes di mana pemesinan CNC masih lebih baik:
1. Anda memerlukan kemasan permukaan licin
3Bahagian D-dicetak mempunyai permukaan kasar (dari lapisan serbuk logam) Itu tidak lancar seperti bahagian-bahagian CNC-machined. Anda boleh membetulkannya dengan pemprosesan selepas (Mis., pengamplasan, menggilap), Tetapi itu menambah 10-30% hingga jumlah kos.
Sekiranya bahagian anda memerlukan tekstur yang tepat (Mis., injap yang menutup dengan ketat), Pemesinan CNC adalah pilihan yang lebih baik - ia menyampaikan kemasan yang lancar dari mesin.
2. Anda memerlukan kekuatan bahagian maksimum
Bahagian-bahagian mesin CNC dipotong dari blok logam pepejal, Jadi mereka mempunyai kekuatan seragam. 3Bahagian D-dicetak, Sebaliknya, mempunyai garis lapisan yang dapat melemahkannya. Rata -rata:
- Kekuatan mampatan bahagian logam dicetak 3D adalah 40-50% lebih rendah daripada bahagian-bahagian CNC-machined.
- Ini penting untuk bahagian tekanan tinggi (Mis., kurungan beban dalam pembinaan).
3. Anda menghasilkan massa (100+ Unit)
Percetakan 3D logam perlahan untuk kelompok besar. Pencetak 3D boleh membuat 10 bahagian dalam sehari, sementara barisan pemasangan CNC boleh membuat 100+ bahagian per jam.
Perbandingan kos: 100 Unit pendakap kecil
| Kaedah | Jumlah kos | Masa Pengeluaran |
| Percetakan 3D logam (DMLS) | $25,000 | 10 hari |
| Pemesinan CNC | $8,000 | 1 hari |
Untuk bahagian yang dihasilkan secara massal (Mis., Komponen telefon pintar), Pemesinan CNC jauh lebih murah dan lebih cepat.
4. Anda memerlukan bahagian besar
3D Pencetak mempunyai had saiz yang ketat. Saiz bahagian maksimum untuk SLM biasanya 250 x 250 x 325 mm (Mengenai saiz shoebox). Mesin CNC, Sebaliknya, boleh mengendalikan bahagian sehingga 2000 x 800 x 1000 mm (saiz peti sejuk).
Sekiranya anda membuat bahagian besar (Mis., Bingkai Mesin Perindustrian), Pemesinan CNC adalah satu -satunya pilihan.
5. Anda memerlukan bahan yang jarang berlaku atau khusus
Pemesinan CNC berfungsi dengan beratus -ratus logam (Mis., tembaga, aloi titanium, gred keluli tahan karat 316L dan 430). Percetakan 3D Metal mempunyai pilihan terhad -pembekal (seperti xometri) Tawaran sahaja 5-10 serbuk logam (Mis., Inconel 718, Alsi10mg).
Sekiranya bahagian anda memerlukan bahan yang jarang berlaku (Mis., Hastelloy C276 untuk pemprosesan kimia), Pemesinan CNC diperlukan.
Perspektif Teknologi Yigu mengenai Percetakan Metal 3D
Di Yigu Technology, Kami melihat percetakan 3D logam sebagai pelengkap yang kuat untuk pembuatan tradisional -bukan pengganti. Untuk pelanggan di bidang aeroangkasa dan perubatan, ia menyelesaikan masalah kritikal: Reka bentuk kompleks, prototaip cepat, dan bahagian ringan. Tetapi kami sentiasa membimbing pelanggan untuk pemesinan CNC untuk pengeluaran besar -besaran, bahagian besar, atau kemasan lancar. Kuncinya sepadan dengan teknologi untuk pekerjaan: 3D Percetakan untuk inovasi dan kelompok kecil, CNC untuk skala dan ketepatan. Pendekatan hibrid ini membantu pelanggan menjimatkan masa, mengurangkan kos, dan membina produk yang lebih baik.
Soalan Lazim Mengenai Percetakan 3D Metal
1. Bolehkah percetakan 3D logam menggantikan pemesinan CNC sepenuhnya?
Tidak. Percetakan 3D logam cemerlang pada reka bentuk kompleks, prototaip, dan kelompok kecil, Tetapi pemesinan CNC lebih baik untuk pengeluaran besar -besaran, bahagian besar, permukaan licin, dan bahan yang jarang berlaku. Pendekatan terbaik adalah menggunakan kedua -dua di mana mereka sesuai.
2. Berapa kos bahagian 3D logam yang dicetak berbanding dengan CNC?
Untuk 1-10 bahagian, Percetakan 3D logam lebih murah (Mis., \(500- )1,500 setiap bahagian). Untuk 50+ bahagian, Pemesinan CNC menjadi lebih murah (Mis., \(300- )800 setiap bahagian) Kerana kos persediaan tersebar di lebih banyak unit.
3. Apa yang perlu dilakukan oleh pasca pemprosesan Metal 3D yang dicetak bahagian?
Kebanyakan bahagian memerlukan penyingkiran struktur sokongan (untuk melepaskan "perancah" yang digunakan semasa mencetak). Untuk permukaan yang licin, anda mungkin memerlukan pengamplasan, menggilap, atau penamat kimia-ini menambah 10-30% kepada kos tetapi meningkatkan prestasi untuk bahagian yang sesuai.
