Подобрете възможностите на вашия цех с CNC машини чрез интегриране на 3D печат, за да се възползвате от бързото създаване на прототипи, да намалите отпадъците и да предложите на клиентите повече гъвкавост на дизайна.
Често се смята, че контрастиращите производствени методи на 3D печат и CNC машинна обработка са в пряка конкуренция, когато става въпрос за изработване на твърди части. Но всъщност тези противоположности се привличат. Предимно, когато се използват в един и същи екип, силните страни на единия процес допълват ограниченията на другия.
Просто погледнете по-голямата част от услугите за 3D печат днес, които предлагат и CNC обработка. От Craftcloud до Xometry до Hubs, тези услуги знаят, че понякога 3D отпечатаните части изискват известна CNC обработка за постигане на по-строги толеранси, по-добро покритие на повърхността или просто добавяне на отвори за пробиване. В други случаи клиентът може да има различни нужди от обработка с ЦПУ и нужди от 3D печат в своя производствен процес или може да не знае коя технология е най-подходяща.
Цеховете за CNC могат да се присъединят към този нарастващ пазар на производители, като включат свои собствени услуги за 3D печат.
Например RPG Industries , цех за прецизно производство в Tipp City, Ohio, включи метални и подсилени с въглеродни влакна найлонови 3D принтери от Markforged в своите предложения както за бързо създаване на прототипи, така и за крайни метални части в геометрия, която би била твърде непосилна за разходите към CNC, казва Bob Gingsberg, президент и основател на RPG Industries. „Композитният и металният 3D печат наистина ще бъде бъдещето в нашата индустрия и ние искаме да бъдем първите, които ги внедрихме и експертите в тази област.“
3D принтерите също са добре дошли във вътрешните фирмени машинни цехове. Nikola Corporation, американският производител на търговски акумулаторни електрически превозни средства, обработва с ЦПУ сложни алуминиеви части, но включва широкомащабен 3D принтер от BigRep, за да направи уникалните приспособления за задържане на тези части, докато се обработват.
В тази статия разглеждаме подробно десет причини, поради които трябва да добавите 3D принтер (или няколко) към вашия CNC цех и представяме някои производители, които са постигнали успех, предлагайки двете технологии една до друга.
По-бързи, по-евтини прототипи
Както всеки собственик на производствен бизнес ще ви каже, времето, разходите и как да намалят и двете са винаги в челните редици на ума им. Итерацията на дизайна е част от производствения процес, който постоянно отнема повече време от очакваното и създава всички проблеми, които забавянето може да причини.
Използването на 3D печат за създаване на прототипи на инструменти или части само за часове се превръща в съществена стъпка преди да се ангажирате с пълномащабна CNC обработка. Това помага за оптимизиране на траекториите на инструментите, идентифициране на потенциални проблеми и усъвършенстване на производствения процес.
Бързото прототипиране с 3D печат може да отнеме почивни дни на проект. Например, RPG Industries имаше задачата да пресъздаде излязла от производство моторна част за класически автомобил. Първата им стъпка беше да отпечатат 3D частта в издръжлив найлон от въглеродни влакна, за да тестват дали се вписва в сглобката. „Можем значително да намалим времето за доставка“, казва Gingsberg. „Можем да печатаме през нощта, светлините изгасват без човешка намеса.“
Спестеното време, лекотата на използване и добавената възможност за извършване на ревизии на дигиталните проекти по пътя са трансформиращи за инженерните цехове.
Разширени предложения
Добавянето на услуги за 3D печат към настоящите предложения за CNC обработка просто разширява обхвата на потенциалната работа и клиенти за вашия цех. Нуждите на някои клиенти са по-подходящи за технологията за 3D печат или може да се нуждаят и от двете за различни етапи от процеса на разработване на продукта, като функционален прототип, отпечатан 3D за одобрение, преди крайната част да бъде обработена с ЦПУ.
In3DTech , голям магазин за договорно производство в Шанхай, казва, че неговите способности за CNC обработка и леене под налягане допълват услугата му за 3D печат на метал и полимер, което го прави „страхотно обслужване на едно гише за вашите напреднали дизайни“. 3D печатът предлага на клиентите по-голяма гъвкавост в производството, не са необходими скъпоструващи инструменти, има повече геометрична свобода на дизайна и частите могат да бъдат отпечатани бързо при поискване, казва компанията.
Машинният цех към Geophysical Institute of the Univ, от Alaska Fairbanks, наскоро добави метален 3D принтер от Markforged за създаване на специализирани изследователски инструменти и компоненти за учени. „Да можем да правим метален печат значително разширява това, което можем да правим“, казва Greg Shipman, управител на машинния цех на Геофизичния институт. „Едно от големите предимства на 3D печата е, че можете да постигнете геометрия, която би била почти невъзможна за изпълнение с машини.“
Сложни дизайни
Някои части са изключително трудни или невъзможни за CNC машина, като например части със сложни вътрешни канали. 3D печатът може да се намеси, за да предложи на клиентите решение, когато CNC обработката не може да се справи със задачата. Например, създаване на шаблони за леене под налягане и сърцевини с вътрешни охлаждащи канали или способността да направите част по-малко тежка чрез използване на шаблон за пълнене вместо твърд материал.
Тъй като 3D печатът позволява дизайни, които не са възможни с CNC машина, производствените цехове могат да предложат на клиентите повече иновации. Към инженерните предизвикателства може да се подходи по-гъвкаво. Например, многокомпонентните възли могат да бъдат преработени за 3D печат, за да съдържат по-малко части и по този начин да бъдат по-лесни и по-евтини за производство, както и да включват нови ефективности.
По-бързо партидно персонализиране
3D принтирането не е по своята същност по-бързо от обработката с ЦПУ, тъй като скоростта на партидното производство зависи от няколко фактора, включително сложността на детайла и неговия размер и материал, но когато става дума за партида от продукти, където всички те са персонализирани или малко по-различни, 3D печатът е по-добрият избор.
При 3D принтирането няма минимални номера за поръчки, какъвто може да бъде случаят с технологии, които изискват уникални инструменти или форми. Той се поддава на бързо производство на малки количества части, които могат лесно да бъдат персонализирани, което прави процеса идеален за пазарни ниши, гъвкави обеми или специални дизайни.
Например, във Volkswagen Autoeuropa, вътрешният машинен цех, използван за възлагане на специални инструменти за сглобяване за своята производствена линия на трета страна, докато не инсталира UltiMaker 3D принтери. С възможността бързо да прави партиди от уникални дизайни, компанията успя да рационализира процес, който отнемаше 35 дни за нова итерация на дизайна, до само четири дни, с драматично спестяване на разходи от 91% или повече от $325 000 на година.
Поемането на пълен контрол върху пълния процес на проектиране означава, че всеки нов инструмент вече е евтин от $10 и екипът може непрекъснато да подобрява всяка версия вътрешно, както и когато е необходимо, казва компанията.
Повишена устойчивост
Устойчивостта е огромна грижа както за компаниите, така и за производителите, както в отговор на съвременните потребителски нагласи, така и на наследството от отпадъци в машинната индустрия.
3D принтерите могат да бъдат екологично допълнение към вашия машинен цех. Те произвеждат много малко отпадъци и обикновено не изискват толкова много енергия, за да работят, както другите инструменти за магазини, в зависимост от технологията. Освен това те могат да използват нажежаема жичка на биологична основа и 100% рециклирана. Някои дори могат да печатат с нарязани пластмасови отпадъци от работилницата ви.
Организатори на работните места
Ако не само като предложение за клиентите, 3D принтерът е чудесен инструмент за създаване на продукти за вашия цех. Всеки цех е различен с уникални нужди, когато става въпрос за помощни средства и аксесоари за организиране.
В производствената среда начинът, по който се съхраняват инструментите и е разположено оборудването, има голям ефект върху движението, което се изисква от работниците. Колкото по-близо са инструментите и колкото по-добре са организирани, толкова по-малко време прекарва работникът в достъп или по-лошо в търсене на правилните инструменти.
Много работилници вече използват 3D печат, за да изработват специално проектирани и изработени кошчета, стелажи и други държачи за инструменти. Органайзери за чекмеджета, шкафове и други елементи за съхранение също могат да бъдат изработени по поръчка, за да се подобри ефективността и ефикасността на процесите във вашите работни пространства. В допълнение към тези помощни средства за организиране, вашият 3D принтер може да произвежда произволен брой персонализирани консумативи или машинни компоненти. Това намалява зависимостта от външни доставчици и позволява бързи замени.
Персонализирани приспособления
Един от основните начини, по които 3D принтерите се използват в съществуващите CNC машинни операции за създаване на персонализирани инструменти, приспособления и приспособления, използвани в CNC процесите. Това може да облекчи натиска от времето, разходите и трудоемките машинни активи, като същевременно подобри прецизността и ефективността на самите CNC процеси, особено за уникални или специализирани проекти.
PHB Machining & Molding във Fairview, Пенсилвания, казва, че най-практическата полза от 3D печата в техния цех е начинът, по който може да намали разходите за крепежи и инструменти. „Също така спестява време на екипа ни, когато се налага да програмираме допълнително оборудване за обработка, тъй като CAD файловете могат да бъдат импортирани директно в 3D принтер“, казват компанията. „3D печатането е подходящо в много сценарии, като например когато търсите да спестите разходи, да включите функции, които машинната обработка не може да произведе, или просто искате част с ниска точност да държите в ръката си.“
Икономия на материали
3D печатът изгражда части от нулата, като отлага необходимия материал само там, където е нужно, помагайки за минимизиране на отпадъците.
Обратно на това, CNC обработката е субтрактивен процес, генериращ значително количество отпадъчен материал.
Добавянето на 3D принтер към вашия цех може да помогне за спестяване на материали по два начина.
Първо, чрез 3D отпечатване на точни прототипи за монтиране и функционално тестване можете да сте сигурни, че вашият окончателен дизайн, който ще бъде обработен с CNC, ще пасне перфектно — и няма да изисква допълнителни итерации.
Вторият начин, по който 3D печатането може да спести на вас и вашите клиенти разходи за материали е, че 3D принтерите използват по-малко материал на първо място.
3D печатът в скъпи материали като титан изисква по-малко суровини и произвежда по-малко отпадъчен материал.
Също така имате възможност да промените дизайна на частта, за да консолидирате части или да създадете решетъчен пълнеж вместо твърд материал, и двата начина да създадете част, като използвате по-малко материал.
Функционално прототипиране
Въпреки че някои технологии за 3D печат са подходящи за проектиране на прототипи, други технологии за 3D печат могат да произвеждат функционални прототипи в широка гама от инженерни материали, включително пластмаси, метали и композити.
Този тип прототип предоставя на клиентите възможността да провеждат физически тестове по време на фазата на разработка, което е особено полезно при проучване на материални опции.
Една компания, работеща в това пространство и предлагаща предимствата на материалите за прототипиране на клиенти като ранни образци, които тестват продуктови концепции и осъществимост, е Product Development Factory (PDFact), базирана във Филаделфия. „Тестването на функционалността и издръжливостта на продукта при определени условия на околната среда води до нови итерации и подобрен дизайн“, казват от компанията. „3D печатането въвежда голямо предимство, тъй като части могат да бъдат създадени и интегрирани във вече съществуващи системи, дори когато оригиналните части не са налични.“
PDFact предлага вътрешни възможности за 5-осна обработка и разнообразие от технологии за 3D печат, за да предложи на клиентите създаване на прототипи и доказателство за концепцията за оборудване за сглобяване и проверка. Компанията използва функционални прототипи за физически тестове, механични характеристики и тестване на системи и компоненти.
Лесен за работа
Предимство на 3D принтерите, признато навсякъде, е тяхната лекота на използване. За разлика от CNC машините и друго специализирано оборудване, което може да се изисква в машинен цех, повечето 3D принтери не изискват специализирано обучение за работа и биха били относително лесни за висококвалифицирани и опитни инженери.
Такъв беше случаят в A&M Tool and Design , базирана в Масачузетс машинна работилница, която работи повече от 65 години, когато представиха настолни 3D принтери от Formlabs за модернизиране. „3D принтирането се превърна в безценен инструмент в нашата кутия с инструменти“, казва Guido Jacques, вицепрезидент по операциите в A&M. „Това е нещо като клише, но наистина позволява на всички ни да мислим напълно извън ограниченията.“
Първоначално, компанията добави 3D принтер със смола Formlabs, за да ускори проектите и да отвори капацитет, за да допълни инженерния екип, който е с недостатъчен персонал и след това мащабира приложенията за 3D печат от прототипиране и комуникационни модели до бързооборотни производствени инструменти и крайни части за потребителски машини.
0 Comments