Kan na{0}}verwerking de traditionele verwerking volledig vervangen?

一, Technische grens: de "bovengrens van mogelijkheden" en "toepassingskloof" van post-verwerking door machines
1. Verschillen in hoe goed materialen kunnen worden gebruikt
‘Subtractieve productie’, die flexibeler is als het gaat om materiaalkwaliteiten, maakt traditionele verwerking mogelijk. Om bijvoorbeeld legeringen met een hoge-hardheid, zoals kobaltchroom-molybdeen, te snijden, moet u PCD-gereedschap of ultrasone-ondersteunde bewerking gebruiken. Aan de andere kant, om vergelijkbare materialen te maken met behulp van additieve productie, moet je interne poriedefecten verwijderen door middel van heet isostatisch persen (HIP) en vervolgens voldoen aan de eisen voor oppervlaktenauwkeurigheid door middel van vijf--assig CNC-frezen. Hoewel deze methode hoogwaardige onderdelen-kan maken, beperken de poedermetallurgische eigenschappen van additieve productieprocessen de materialen die kunnen worden gebruikt. Dit maakt het moeilijk om de verwerkingscapaciteit van traditionele smeedmethoden voor grote metalen knuppels direct te vervangen.
De "dubbele uitdaging" om de juiste maat en oppervlaktekwaliteit te verkrijgen
Het belangrijkste doel van na-nabewerking is het oplossen van problemen die zijn ingebouwd in additieve productie. De diktetolerantie van het bladprofiel van 3D-geprinte onderdelen van turbineschijven van vliegtuigmotoren moet bijvoorbeeld worden vastgesteld van ± 0,3 mm tot ± 0,05 mm door middel van draadsnijden en slijpen. De oppervlakteruwheid moet ook worden verlaagd van Ra8-15 μm naar Ra0,8-1,6 μm. Voor optische componenten die nauwkeurigheid op micrometerniveau-nodig hebben, zoals laserreflectoren, is traditioneel ultraprecies slijpen nog steeds de beste optie. Dit komt omdat de nabewerking afhankelijk is van de samenwerking van meerdere processen, waardoor het moeilijk is om alle fouten die zich hebben opgestapeld te verwijderen.
3. De "efficiëntieparadox" van het verwerken van gecompliceerde structuren
Additieve productie heeft een 'vrije productie'-functie die het gemakkelijker maakt om met gecompliceerde structuren zoals oneffen oppervlakken en interne stroomkanalen te werken. De post-fase kan deze efficiëntie echter minder nuttig maken. Er is bijvoorbeeld CNC-frezen nodig om steunresten te verwijderen van de 3D-geprinte aluminiumlegeringsonderdelen van een bepaald type satellietbeugel. Hierdoor wordt het gewicht met 15% verlaagd, maar duurt de verwerking ook 30% langer dan bij traditionele giet- en bewerkingsmethoden. De eenheidskosten van traditionele stempel- en warmtebehandelingsprocedures zijn nog steeds lager dan die van combinaties van additieven en nabehandeling- voor gestandaardiseerde onderdelen die in grote hoeveelheden worden gemaakt, zoals drijfstangen voor auto's.
2. Kostenstructuur: de "economische drempel" voor verwerking met een nabewerkingsmachine
1. Kosten voor aanschaf en onderhoud van apparatuur
De prijs van post-verwerkingsapparatuur zoals CNC-bewerkingsmachines met vijf- assen en laserpolijstmachines kan miljoenen yuan bedragen voor één eenheid. Voor een gesloten-luscontrole hebben deze machines online detectiesystemen en slimme netwerktechnologieën nodig. Het kost bijvoorbeeld honderdduizenden yuan om een ​​speciale postprocessor te maken voor het Duitse Hammer C20U vijf--assige bewerkingscentrum. De programmeerkosten voor reguliere freesmachines bedragen slechts 1/10 daarvan. Ook zijn de kosten van poedermaterialen voor additieve productie (zoals titaniumlegeringspoeder, dat ongeveer 2000 yuan/kg kost) aanzienlijk hoger dan die van traditionele staafmaterialen. Dit maakt de totale kosten van de nabewerking -nog hoger.
2. De lengte van de procesketen en verborgen kosten
Postprocessorverwerking maakt de samensmelting van vele processen noodzakelijk, waaronder additieve productie, warmtebehandeling en oppervlakteafwerking, wat leidt tot een verlengde procesketen en hogere verborgen kosten. Om bijvoorbeeld een femurcondyl van kobalt-chroom-molybdeenlegering voor een medisch implantaat te maken, is elektrolytisch polijsten nodig om de poederhechting te verwijderen, en vervolgens is microfrezen nodig om de draadwortel te fixeren. Het duurt meer dan 8 uur om één stuk te verwerken, terwijl de standaard smeed- en CNC-draaiprocedure slechts 2 uur duurt. Zelfs als na-nabewerking de dingen meer geïndividualiseerd kunnen worden, is het bij het maken van veel dingen nog steeds moeilijk om het 'eenmalige--vormgeven'-voordeel van traditionele methoden te evenaren.
3. Afhankelijkheid van vaardigheden en arbeidskosten
Operators moeten beter geschoold zijn in post-verwerking. U moet bijvoorbeeld weten hoe u kunt converteren tussen het werkstukcoördinatensysteem en het machinecoördinatensysteem bij CNC-programmering met vijf- assen. Aan de andere kant is de trainingstijd voor traditionele draai- en freesvaardigheden erg snel. Bovendien is voor het repareren van defecten bij additieve productie (zoals het opvullen van poriën) een combinatie van boren, lassen en machinaal bewerken nodig, waardoor de vaardigheden die nodig zijn voor procesmedewerkers veel hoger zijn en de arbeidskosten hoger.
3, Industriële ecologie: het unieke karakter en de coöperatieve ontwikkeling van conventionele verwerking
1. De functie van "ballaststenen" in fundamentele industrieën
Basisindustrieën zoals auto's en elektriciteit maken nog steeds het meest gebruik van traditionele verwerking. De methode voor het gieten en bewerken van cilinderblokken voor automotoren kan er bijvoorbeeld jaarlijks miljoenen van produceren. Aan de andere kant is het moeilijk om additive manufacturing in de reguliere toeleveringsketen te krijgen, omdat het niet erg efficiënt is. Ook kan het reguleren van de stroom van metaallijnen tijdens klassiek smeden de vermoeiingssterkte van onderdelen aanzienlijk vergroten. Dit is nog steeds nodig om de primaire last-dragende structurele componenten van vliegtuigen te maken.
2. De 'nichemarkt' voor na-verwerking op de juiste plek zetten
Het belangrijkste voordeel van na{0}}naverwerking is dat het voldoet aan de behoeften van 'hoge complexiteit, lage batchgrootte en hoge precisie'. In de lucht- en ruimtevaart moet bijvoorbeeld elektrochemisch polijsten (ECP) worden gebruikt om het interne stroomkanaal van 3D-geprinte brandstofsproeiers te verwijderen. Dit wordt gedaan om bramen en stromingsweerstand te verminderen, wat moeilijk te doen is met traditionele bewerking voor dergelijke microkanaalarchitecturen. In de geneeskunde wordt microfrezen gebruikt om de schroefdraadwortels van op maat gemaakte implantaten te veranderen, zodat ze passen in het botweefsel van de patiënt. Dit is iets wat standaardmethoden niet kunnen.
3. Het patroon van ‘collaboratieve evolutie’ in de manier waarop technologie wordt geïntegreerd
Het samengestelde proces van ‘additief+subtractief’ zal in de toekomst het belangrijkste aandachtspunt van de rivaliteit in de maakindustrie zijn. De Siemens NX-software heeft het bijvoorbeeld mogelijk gemaakt dat additieve productietrajecten en vijf--assige CNC-bewerkingen samenwerken om elkaar te optimaliseren. Het doet dit door gebruik te maken van Digital Twin-technologie om vervorming te voorspellen en automatisch compensatieprogramma's te creëren om de bewerkingsnauwkeurigheid onder ± 0,01 mm te houden. Bovendien kan de combinatie van warmtebehandelingssystemen met digitale platforms zoals het Simplified Cloud Zero Code System productiecontrolelussen maken, waardoor het kostenverschil tussen na-verwerking en traditionele methoden nog kleiner wordt.