Можно ли объединить обработку на станках с ЧПУ с 3D-печатью для изготовления прототипов?

Есть случаи, когда нас просят обработать на станке с ЧПУ детали, продукт или прототип, которые либо трудно обработать, либо они слишком сложны геометрически, не обеспечат высокой точности или просто не могут быть обработаны. Что мы делаем? Для таких сценариев 3D-печать деталей может быть отличным решением. Так почему бы не заменить обработку с ЧПУ 3D-печатью каждый раз? Что ж, есть преимущества и недостатки, плюсы и минусы для каждого станка и процесса. Итак, какой из них лучше всего подходит для наших нужд? В каких случаях мы предпочитаем один другому? И есть ли другое решение, которое могло бы объединить эти два вместе для создания комбинированной детали? Основное различие между этими двумя процессами заключается в том, что при обработке с ЧПУ мы уменьшаем количество материала, поскольку начинаем, например, с блока пены, вырезая его; в то время как при 3D-печати мы накладываем и добавляем материал, пока не получим конечный продукт, поэтому и называем это аддитивным производством. 3D-принтер использует те же материалы, из которых состоит создаваемая им деталь, например, ABS PLA и нейлон, но он не может переключаться между материалами, тогда как при обработке с ЧПУ мы можем использовать несколько типов материалов, часто добавляя дополнительные материалы в конце. Однако обработка может быть грязной - иногда нам нужно использовать пылеуловитель во время работы фрезерного станка с ЧПУ, чтобы собрать все излишки, сделанные в процессе сверления, резьбы и фрезерования, в то время как при печати образуется меньше отходов, и весь процесс менее шумный. Обработка с ЧПУ может быть более точной, обеспечивая большую точность, потому что станки имеют более высокую устойчивость к нагреву. Это также может привести к гораздо более гладкой полированной поверхности, учитывая обрабатываемые материалы. 3D-принтеры могут фактически деформировать деталь, сгибать и коробить, если используют слишком много тепла на слоистом материале, поэтому, если требуется исключительная гладкость, 3D-печать не будет соответствовать требованиям. 3D-печать, как правило, является более простым, удобным и не таким трудоёмким процессом, как обработка на станках с ЧПУ, поскольку при обработке необходимо программировать, писать G-код, настраивать различные инструменты и скорость, выбирать траекторию резки и зачищать после неё. Однако размер детали играет роль, поскольку печать более крупных деталей занимает больше времени, поскольку нанесение слоя за слоем занимает больше времени. В целом, 3D-печать может помочь в некоторых случаях создания прототипов сложной геометрии, когда фрезерный инструмент не может проникнуть внутрь формы. 3D-принтеры могут использовать только площадь самой рабочей поверхности принтера для изготовления деталей. Поэтому, если требуются крупногабаритные детали, они могут туда не поместиться. Этот метод также не рекомендуется для массового производства, поскольку материалы значительно дороже и изготовление занимает больше времени. Поэтому 3D-печать более подходит и экономична для мелкосерийного производства. Обработка на станках с ЧПУ редко может выполняться без присмотра и требует квалифицированного оператора, в то время как при 3D-печати процесс может быть легко реализован без наблюдения и требует минимального обучения оператора. Тем не менее, обработка с ЧПУ является более старой практикой (началась в 40-х годах) и в настоящее время по-прежнему занимает более сильные позиции в обрабатывающей промышленности. 3D-печать является относительно новой и все еще развивается, чтобы стать более полезной и адаптируемой и все еще не может быть полной заменой механической обработки. Подводя итог, наиболее подходящая технология будет определяться материалом, геометрической сложностью, объемом производства и нашим бюджетом. В качестве общей рекомендации, мы бы перешли на 3D-печать в основном, если критически важна быстрая оборачиваемость, если деталь слишком сложна для обработки, для прототипирования небольших объемов и если нам нужно использовать определенные материалы, которые трудно обработать. Назвав большинство плюсов и минусов для каждой технологии, по-видимому, есть хорошее решение, которое фактически объединяет два вместе для создания одной детали. Мы часто обрабатываем детали желаемого продукта с помощью фрезерного станка с ЧПУ, изготавливая другие небольшие, но более сложные детали на 3D-принтере, затем мы склеиваем все детали вместе, чтобы получить одно целое. Другой вариант — покрыть все склеенные детали твёрдым слоем, например, полимочевиной, стиропластом или эпоксидной смолой, а затем выровнять и покрасить. Таким образом, мы экономим время, используя ЧПУ-обработку, и получаем возможность изготавливать более сложные детали, сочетая лучшее из двух миров для создания гибрида.