من السهل صنع نماذج أولية معدنية بأسعار معقولة باستخدام تقنيات النماذج الأولية السريعة ، ولكن هل من الأفضل استخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أو الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد؟ تتناول هذه المقالة الفوائد الخاصة بكل عملية تصنيع.
قد يكون من المغري التفكير في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي كعملية إنتاج والطباعة ثلاثية الأبعاد كعملية نماذج أولية. بعد كل شيء ، CNC قادرة على إنشاء أجزاء عالية الدقة من معادن عالية الجودة ، في حين أن التصنيع الإضافي له تكاليف بدء تشغيل منخفضة ومُحسّن للأجزاء الفورية التي لمرة واحدة.
لكن الواقع أكثر تعقيدًا من ذلك. نعم ، تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن أداة ممتازة للنماذج الأولية ، ولكن مع النهج الصحيح ، يمكن أن تكون المعالجة باستخدام الحاسب الآلي كذلك. لذلك ، قد يكون من الصعب الاختيار بين الاثنين.
عند مقارنة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مع AM للنماذج الأولية للمعادن ، هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها: تكلفة العملية ، وتوافر المواد ، وقابلية التوسع ، وإنتاج الجسور وأكثر من ذلك بكثير.
تبحث هذه المقالة في الفوائد ذات الصلة لآلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والتصنيع الإضافي وتنظر في المواقف التي يكون فيها أحدهما أفضل من الآخر.
CNC مقابل AM: Premium مقابل الاقتصاد؟
للوهلة الأولى ، قد يبدو التصنيع باستخدام الحاسب الآلي استثمارًا أكبر من الطباعة ثلاثية الأبعاد. تعد الطابعات ثلاثية الأبعاد شائعة ، حتى في المكاتب الصغيرة ، في حين أن ماكينات CNC هي قطع باهظة الثمن من المعدات الاحترافية المستخدمة فقط في المشاريع الجادة. يمكن أن تكلف الطابعات ثلاثية الأبعاد المكتبية منخفضة التكلفة بضع مئات من الدولارات فقط ؛ جميع آلات CNC تكلف أكثر بكثير.
ومع ذلك ، مع النماذج الأولية للمعادن ، فإن التمييز ليس واضحًا تمامًا. لا تتوفر أنظمة تصنيع الإضافات المعدنية في النطاق السعري للمستهلك ، لذا فإن الطابعات المعدنية ثلاثية الأبعاد وآلات CNC قابلة للمقارنة في السعر.
علاوة على ذلك ، عند طلب نماذج أولية من شبكة تصنيع مثل RapidDirect ، فإن تكلفة الأجزاء هي الشيء الوحيد المهم. أنت ، العميل ، لا داعي للقلق بشأن استثمارات متجر الآلات.
إذن ، هل هناك فرق كبير في السعر بين النماذج الأولية المعدنية المطبوعة والآلية؟ باختصار: لا. جعلت التطورات في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي العملية أكثر كفاءة من أي وقت مضى ، مما يعني أن المهندسين يمكنهم إنشاء أجزاء آلية بسرعة وبكميات كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يظل المعدن AM في الطرف الأكثر تكلفة من طيف الطباعة ثلاثية الأبعاد.
لذلك ، عند الاختيار بين النماذج الأولية المطبوعة باستخدام الحاسب الآلي والنماذج المطبوعة ثلاثية الأبعاد ، لا ينبغي أن تكون الميزانية هي الاعتبار الوحيد.
مزايا التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للنماذج المعدنية
التصنيع باستخدام الحاسب الآلي هو عملية تصنيع مجربة ومختبرة لجميع أنواع الأجزاء المعدنية عبر مجموعة من الصناعات. كما أنها تستخدم على نطاق واسع لكل من الإنتاج والنماذج الأولية ، حيث تتلقى متاجر الآلات في جميع أنحاء العالم بشكل متكرر الطلبات الخاصة بالنماذج المعدنية المرئية والميكانيكية والمرحلة النهائية.
تشمل مزايا التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الأجزاء القوية وقابلية التوسع والتفاوتات الصارمة ، مما يجعل العملية مفضلة عن المضافات في العديد من المواقف.
خصائص ميكانيكية
يعالج التصنيع باستخدام الحاسب الآلي و AM المعدن بطرق مختلفة اختلافًا جذريًا. عندما تقوم عمليات مثل الصهر الانتقائي بالليزر (SLM) ببناء طبقة تلو الأخرى من المسحوق المصهور ، فإن CNC تقطع المواد بعيدًا عن قطعة من المعدن المبثوق المعروفة باسم "الفراغ".
بينما يمكن استخدام AM لصنع نماذج أولية قوية إلى حد ما ، فإن المزايا الميكانيكية لـ CNC كبيرة. يكون الفراغ المعدني المبثوق متسقًا فيزيائيًا ولا يتطلب أي التصاق بين الطبقات. إنها كتلة صلبة ، وبالتالي ، يمكن استخدامها لصنع نماذج أولية قوية وعرة بأقل قدر من التشوهات.
التوسعة
بكميات منخفضة جدًا ، يمكن أن يكون اختيار AM على التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للنماذج الأولية للمعادن أسرع وبأسعار معقولة. ذلك لأن الطباعة ثلاثية الأبعاد لها أوقات إعداد قصيرة ، على الرغم من البطء النسبي في عملية الطباعة.
ومع ذلك ، بالنسبة لأي شيء أكثر من عدد قليل من الوحدات ، تصبح CNC أرخص وأكثر كفاءة من البديل.
هذا له العديد من الآثار. حتى إذا كان استخدام نموذج أولي لمرة واحدة أرخص باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد ، فقد يكون التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أكثر اقتصادا على المدى الطويل. لأنه إذا احتاج المشروع إلى التوسع وكانت هناك حاجة إلى المزيد من الوحدات ، فمن الأسهل والأسرع زيادة حجم الطلب باستخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.
النموذج الأولي الآلي هو اختصار للإنتاج بالجملة ؛ النموذج الأولي المطبوع ثلاثي الأبعاد ليس كذلك.
ضيق التحمل
بشكل عام ، يعد التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أكثر دقة بكثير من الطباعة ثلاثية الأبعاد ، مما يعني أنه يمكن تشكيل النماذج الأولية للمعادن بتفاوتات أكثر إحكامًا باستخدام آلة CNC.
يمكن أن تكون التفاوتات باستخدام الحاسب الآلي منخفضة مثل ± 0.025 مم ، بينما تكون عالية طابعات معدنية ثلاثية الأبعاد يمكن أن تصبح ضيقة بشكل عام فقط مثل ± 0.200 مم.
الأجزاء المعدنية قابلة للتكرار أيضًا بشكل كبير عند صنعها باستخدام آلة CNC. يعد هذا أكثر أهمية أثناء الإنتاج ، ولكن يمكن أن يكون مفيدًا أيضًا عند إنشاء نماذج أولية متعددة للاختبار الميكانيكي.
مزايا AM للنماذج المعدنية
بالنسبة لمعظم حالات النماذج الأولية ، ينتج التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أجزاء معدنية أفضل قابلة للترقية وإنتاج الجسر.
ومع ذلك ، يوفر التصنيع الإضافي العديد من المزايا المهمة.
السرعة والسعر لمرة واحدة
بالنسبة للنماذج الأولية التي يجب إجراؤها في إطار زمني قصير بشكل لا يصدق ، قد لا يكون هناك ببساطة وقت كافٍ للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، مما يجعل AM الحل الواضح. أوقات الإعداد قصيرة ، لذا يمكن طباعة الأجزاء ثلاثية الأبعاد وتسليمها في غضون أيام.
الهندسة الداخلية
يمكن لتقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد إنشاء أشكال معقدة للغاية ذات أشكال هندسية غير عادية - حتى في الداخل.
(صورة من Autodesk)
من المستحيل إعادة إنشاء مثل هذه الأشكال الهندسية الداخلية باستخدام آلة CNC نظرًا لأن أداة القطع الخاصة بالماكينة لا يمكنها الوصول إلى الجزء الداخلي للجزء دون اختراق الخارج. في الوقت نفسه ، تبني الطباعة ثلاثية الأبعاد جزءًا في طبقات مقطعية ، لذلك لا توجد قيود هندسية تقريبًا.
متى تختار CNC ومتى تختار AM
عند إنشاء نماذج أولية للمعادن ، يُفضل عمومًا استخدام ماكينات CNC ، نظرًا لأن العملية تخلق أجزاء دقيقة قابلة للتكرار ذات خصائص ميكانيكية ممتازة. ومع ذلك ، فإن اختيار العملية المثالية يعتمد على وضعك ومتطلباتك الخاصة.
تشمل المواقف التي قد تكون فيها CNC أفضل من AM ما يلي:
• عندما يحتاج النموذج المعدني إلى أن يكون قويًا بشكل خاص
• عندما تكون هناك حاجة لتحمل ضيق
• عند الحاجة إلى نسخ عديدة من النموذج الأولي
• عندما يكون هناك احتمال لتوسيع نطاق المشروع في المستقبل
• عندما يتطلب النموذج الأولي حواف مستديرة أو نصف قطر
تشمل المواقف التي قد يكون فيها AM أفضل من CNC ما يلي:
• عند الحاجة إلى واحد أو مجرد عدد قليل من النماذج و المعايير من القائمة أعلاه لا تنطبق
• عندما يتطلب النموذج الأولي هندسة داخلية معقدة
• عندما يكون هناك موعد نهائي ضيق للغاية
إذا كان لا يزال من غير الواضح أي عملية تصنيع تمثل أفضل مسار للعمل لنماذجك المعدنية ، فإن أبسط حل هو قم بالتواصل مع أحد خبراء RapidDirect الذي يمكنه إرشادك خلال العملية.
