ЧПУ против 3D-печати для функциональных прототипов

III. Анализ сценариев отраслевого применения
3.1 Применение автомобильных станков с ЧПУ в автомобильной промышленности
обработка на станках с ЧПУ: Автомобильные станки с ЧПУ в сочетании с услугами токарной обработки с ЧПУ позволяют выполнить полный цикл обработки – от заготовки до готового изделия. Китайская компания, производящая автомобили на новых источниках энергии, использует эту технологию для производства прототипов корпусов двигателей. Благодаря интеграции процессов сверления, фрезерования и токарной обработки цикл поставки сокращается до 5 рабочих дней .
3D-печать : используется для облегченной конструкции автомобильных деталей с ЧПУ , например, для печати аэродинамических комплектов из армированного углеродным волокном нейлона, что позволяет снизить вес на 30 %, сохраняя при этом структурную жесткость, что обеспечивает поддержку оптимизации запаса хода транспортных средств на новых источниках энергии.
​
3.2 Производство прецизионных приспособлений в полупроводниковой промышленности
Обработка на станках с ЧПУ демонстрирует выдающиеся результаты в области испытательных приспособлений для компонентов полупроводниковой промышленности . Шаг выводов высокоточных плат-датчиков должен контролироваться с точностью ±0,005 мм, и только технология микрообработки с ЧПУ позволяет достичь такой точности. 3D-печать, в свою очередь, используется для быстрой проверки конструкции приспособления. Печатаемые функциональные прототипы из полимерных материалов позволяют инженерам выполнять несколько итераций проектирования в течение 3 дней .

3.3 Практика обработки на станках с ЧПУ для медицинских изделий в медицинской промышленности
обработка на станках с ЧПУ: Обработка на станках с ЧПУ для медицинской продукции охватывает всю линейку продукции: от хирургических инструментов до имплантатов. Литейный завод Medtronic использует медицинскую нержавеющую сталь для изготовления компонентов картриджей для степлера методом токарной обработки с ЧПУ. Каждый процесс подвергается трёхмерному контролю для обеспечения соответствия системе менеджмента качества ISO 13485.

3D-печать : ориентирована на индивидуальные потребности, такие как изготовление индивидуальных имплантатов для межтелового спондилодеза из титанового сплава. Благодаря моделированию медицинских изображений технология 3D-печати позволяет создавать имплантаты с бионической трабекулярной структурой, стимулирующей рост костных клеток. По сравнению с монолитными конструкциями, обрабатываемыми традиционными станками с ЧПУ, период послеоперационного заживления сокращается на 20%.

IV. Анализ затрат и эффективности

4.1 Стоимость единицы продукции и характеристики партий производства

3D-печать : для прототипирования металлических деталей она имеет очевидное преимущество в стоимости единицы продукции. Например, стоимость прототипа приспособления из нержавеющей стали составляет около 60% от стоимости обработки на станках с ЧПУ, что особенно подходит для быстрой проверки небольших партий (от 1 до 10 изделий) .

Обработка на станках с ЧПУ : с увеличением размера партии преимущество в стоимости становится значительным. Данные отечественного производителя оборудования для механической обработки показывают, что при заказе деталей из алюминиевого сплава более 50 штук себестоимость обработки на станках с ЧПУ на 35% ниже, чем при 3D-печати, что обусловлено значительным эффектом масштаба .

4.2 Сравнение циклов доставки и экстренное реагирование

3D-печать : сложные прототипы могут быть изготовлены в течение 24 часов, что делает её лучшим выбором для экстренных проектов. Производитель мобильных телефонов использовал 3D-печать нейлоновых прототипов для завершения трёх этапов оптимизации конструкции в течение 72 часов, чтобы проверить конструкцию нового шарнира для складного экрана перед выпуском продукта .

Обработка на станках с ЧПУ : она включает в себя такие этапы, как программирование, подготовка инструмента и отладка процесса. Срок поставки простых деталей составляет 3–5 дней, а сложных – 7–10 дней. Однако для итерации производства зрелых изделий стабильное качество обработки по-прежнему является надёжным выбором .

V. Стратегии отбора и адаптация технологий

5.1 Сценарии с приоритетом обработки на станках с ЧПУ

Требования к точности сборки : например, поршневые пальцы автомобильных двигателей и опорные поверхности медицинских суставов требуют контроля допуска в пределах ±0,002 мм, и только обработка на станках с ЧПУ может удовлетворить этому требованию .

Требования к качеству поверхности : Зеркальная полировка деталей из нержавеющей стали и пассивационная обработка медицинских изделий могут быть выполнены непосредственно на станках с ЧПУ без дополнительной постобработки .

Подготовка к массовому производству : когда прототип проходит испытания и переходит на стадию мелкосерийного опытного производства, ценовое преимущество и стабильность качества обработки на станках с ЧПУ делают его мостом к массовому производству .

5.2 Сценарии с приоритетом 3D- печати

Сложные геометрические структуры : например, полые лопатки турбин в аэрокосмической промышленности и микроканальные кристаллы в полупроводниках, 3D-печать может напрямую создавать вогнутые и полые структуры, которые невозможно обработать с помощью традиционного ЧПУ .

Индивидуальная настройка : индивидуальная разработка медицинских имплантатов для пациента и индивидуальные потребности в деталях для модификации автомобиля могут быть легко объединены с помощью 3D-печати по принципу «проектирование-производство».

VI. Будущие тенденции: интеграция технологий и интеллектуальная модернизация

В настоящее время гибридные производственные технологии становятся всё более востребованными в отрасли. Например, сначала используется обработка на станках с ЧПУ для завершения основной конструкции металлических деталей, а затем 3D-печать для добавления рёбер теплоотвода или локальных отверстий для снижения веса, учитывая как точность, так и свободу проектирования. Кроме того, сочетание автомобильных станков с ЧПУ и промышленного Интернета вещей позволяет контролировать процесс обработки в режиме реального времени, а точность прогнозирования срока службы инструмента повышается до 92%, что дополнительно снижает риск простоев.

Заключение : ЧПУ-обработка и 3D-печать имеют свои преимущества при изготовлении функциональных прототипов. JSJM, благодаря глубокому пониманию услуг ЧПУ-токарной обработки Станки с ЧПУ для автомобильной и медицинской промышленности предлагают точные решения, отвечающие потребностям различных отраслей. Нужна ли вам высокоточная обработка металлических деталей или быстрое создание сложных прототипов, JSJM станет вашим надежным партнером. Свяжитесь с нами немедленно, и профессиональные производственные технологии ускорят внедрение инноваций в вашу продукцию!