Когато изборът е между 3D принтиране, CNC или шприцване, правилният процес не се определя само от броя детайли или цената на една бройка. Решението започва от функцията на детайла, материала, геометрията, критичните размери и това доколко дизайнът вече е стабилен.
Един прототип може да започне като 3D принтиран детайл, след тестове да премине към CNC обработка и едва при стабилен дизайн да има икономически смисъл от шприцване. Затова по-полезният въпрос е не „коя технология е най-добра“, а кой производствен процес е най-подходящ за конкретния етап на продукта.
Първо изключете процесите, които не могат надеждно да покрият функцията, материала, геометрията и критичните характеристики на детайла. След това сравнете стабилността на дизайна, необходимото количество, срока и общата производствена цена.
Най-практичният ред е:
Визуален модел, монтажен прототип, приспособление, натоварена планка и краен функционален детайл имат различни изисквания. Преди да се избира технология, трябва да е ясно какво реално трябва да издържа частта.
Има значение дали натоварването е статично или циклично, дали има вибрации, удар, натиск, триене, уплътняване или контакт с други компоненти. При функционални изделия трябва да се мисли и за начина, по който детайлът би могъл да се повреди.
При ранна разработка и чести промени 3D принтирането по поръчка позволява бързо преминаване от CAD към физическа част без производствена матрица.
„Пластмаса“ и „метал“ не са достатъчно точни изисквания. Температурата, UV лъчението, влагата, химическата среда, триенето и механичното натоварване могат директно да изключат определени материали или процеси.
Особено важен принцип е, че еднаквото име на материала не гарантира еднакво поведение на готовия детайл. Производственият процес влияе върху структурата, ориентацията и реалните механични характеристики.
При функционален прототип трябва да се оценява не само материалът, а комбинацията материал + процес + ориентация + последваща обработка + работна среда.
Когато се разработва сложна функционална полимерна част, може да има смисъл да се разгледа и SLS принтиране, особено при геометрии, които трябва да се произвеждат без конвенционални опори.
При 3D принтиране сложността на формата често има по-малко влияние върху производимостта, отколкото при традиционните процеси. Вътрешни канали, органични форми и обединяване на няколко компонента в една част могат да бъдат силен аргумент за аргумент за 3D принтиране.
При CNC обработка основното ограничение е достъпът на инструмента. Фрезерът трябва физически да достигне до обработваната зона, а вътрешните ъгли неизбежно остават с радиус.
При шприцването геометрията трябва да бъде проектирана спрямо матрицата. Посоката и ъглите на изваждане, дебелината на стените, ребрата, монтажните колонки и подмолите определят сложността на инструмента и могат значително да повлияят върху неговата цена.
Да се каже, че една технология е просто „по-точна“ от друга, не е достатъчно за инженерно решение. Важното е да се определят размерите, които реално влияят върху функцията.
Типични критични характеристики са:
Няма смисъл целият детайл да получава прекалено строг толеранс, ако функцията зависи само от няколко конкретни размера или повърхности. Това увеличава времето за производство, измерване и контрол без реална полза.
Преди да се сравняват 10, 100 или 1000 детайла, трябва да се отговори на един по-важен въпрос: ще бъде ли CAD моделът същият след следващия тест?
Ако позицията на отвори, стените или размерите на корпуса вероятно ще се променят, инвестицията в сложен инструмент твърде рано увеличава цената на всяка следваща инженерна промяна.
При такъв етап 3D принтиране или CNC могат да запазят повече свобода за корекции. Ако самият CAD модел още не е производствено готов, първата стъпка може да бъде 3D моделиране и CAD подготовка.
Няма конкретен брой детайли, след който шприцването автоматично става по-изгодно от CNC или 3D принтиране. Два продукта с еднакво количество могат да имат напълно различна производствена цена. Прагът се определя от началната инвестиция в матрица, цената на единичната бройка и броя изделия, върху които тази инвестиция може да бъде разпределена.
Върху реалната цена влияят:
Затова трябва да се гледа не само количеството сега, а и очакваното количество след шест или дванадесет месеца. Повече информация за факторите при ценообразуването на 3D принтирани детайли има в ръководството за цена на 3D принтиране.
Един детайл не е задължително да бъде произведен изцяло с един процес. При сложна метална геометрия адитивното производство може да създаде основната форма и вътрешните канали, а критични отвори, резби и уплътняващи повърхности да бъдат обработени допълнително.
Това е особено полезно, когато геометрията оправдава адитивния етап, но определени контактни или базови повърхности изискват отделна довършителна операция.
При такива приложения металното 3D принтиране трябва да се разглежда като част от производствен маршрут, а не непременно като заместител на всяка механична операция.
Фактът, че един детайл може да бъде 3D принтиран, не означава, че трябва да бъде произведен така.
Друг процес може да е по-разумен, когато:
Добрата производствена стратегия не защитава конкретна технология. Тя елиминира неподходящите варианти и оставя процеса, който изпълнява техническите изисквания с най-малко икономически компромиси.
Тук основната цел е бърза проверка на монтаж, конектори и вътрешно пространство. 3D принтирането позволява следваща версия на корпуса без инвестиция в производствена матрица.
Когато материалът е зададен, геометрията е достъпна за инструмент и позицията на отвори и бази е критична, CNC обработката е логичният избор за такъв детайл.
Ако вътрешната геометрия трудно може да бъде обработена от масивен материал, металното 3D принтиране може да реши основния геометричен проблем. След това критичните портове и повърхности могат да бъдат довършени отделно.
Ранните версии могат да бъдат 3D принтирани и тествани. След стабилизиране на геометрията продуктът трябва да бъде преработен спрямо изискванията на шприцването, вместо прототипният CAD автоматично да се приема за готов за матрица.
Ако тези въпроси бъдат уточнени предварително, изборът между 3D принтиране, CNC и шприцване става значително по-ясен. При проект, който е подходящ за адитивният метод на производство, може да се започне от 3D услугите на 3DBGPRINT и да се оцени конкретният CAD модел, материал и приложение.
