Содержание
Разделы сайта
Интересное предложение
Лучшее
Статистика
Designed by:
В последнее время вокруг 3 D принтеров наблюдается повышение интереса к нем. А если учесть постоянно падающую цену на 3 D принтера, то и не удивительно то, что растут и продажи 3 D принтеров.
Однако, зачастую, купивший 3 D принтер оказывается перед вопросом – а зачем он собственно ему нужен?
Давайте посмотрим, чем отличается 3 D принтер от ЧПУ станка.
3 D принтер и ЧПУ станок построены на одних и тех же принципах — превращение исходного материала в готовую модель. Только 3 D принтер создает модель используя расходные материалы, а ЧПУ станок обрабатывает заготовку убирая все лишнее.
ЧПУ станок собранный своими руками может обрабатывать дерево, цветные металлы, различные пластики. Самодельный 3 D принтер обычно использует только ABS или PLA пластик.
3 D принтер хорош тогда – когда надо сделать пластиковую деталь или мастер модель для последующего снятия формы и отливки готового изделия. Используя ЧПУ станок можно изготавливать уже готовые детали практически из любого материала, все зависит от жесткости конструкции станка.
Если подходить с практической точки зрения, то 3 D принтер обычно используют для развлечения – печатают на нем игрушки, забавные модели и тому подобное. Я имею ввиду использование 3 D принтера в домашних условиях.
ЧПУ станок используют более обдуманно. Чаще всего владелец ЧПУ станка начинает резать различные детали «под заказ».
Хотя и на ЧПУ станке можно тоже делать игрушки в виде сборных моделей.
Конечно, наиболее предпочтительным является обладание и 3 D принтером и ЧПУ станком. Однако, если выбирать что то одно – то надо подумать над тем – какие задачи вы собираетесь решать с помощью этого устройства. И, уже в зависимости от поставленных задач и решать – что именно выбрать.
В изготовлении своими руками ЧПУ станок гораздо более воспроизводим в домашних условиях. Шаговые двигатели, плата управления – все это понадобится для обоих устройств, но для 3 D принтера так же понадобится такая вещь как экструдер и термопечатающая головка, да из зависимость от покупного пластика для печати не слишком радует. Цена на готовую продукцию 3 D принтера из за этого может оказаться гораздо выше, чем планировалось.
Преимущества 3D-печати металлом уже давно знакомы большинству специалистов: сокращение количества отходов, повышение эффективности производства и расширение функциональных возможностей благодаря большей свободе проектирования и гибкости. В то же время, высокая повторяемость при крупносерийном производстве и прецизионная обработка поверхностей (особенно когда речь идет о жестких допусках) – возможности, которые прочно ассоциируются с обработкой на станках с ЧПУ. Но что, если конкуренции не будет и выбирать из двух технологий не придется?
Инго Уккельманн, главный инженер по 3D-печати компании Materialise, рассказывает, почему эти технологии могут (и должны) дополнять друг друга, а не конкурировать между собой.
– Принято думать, что 3D-печать лучше подходит для изготовления металлических деталей, чем другие технологии, в том числе ЧПУ-обработка. Так ли это на самом деле?
– Нет. Это распространенное заблуждение. 3D-печать металлом, как и любая другая производственная технология, имеет преимущества и недостатки, которые нужно оценивать применительно к каждой конкретной задаче. Суть в том, что эта технология предлагает производителям просто еще один способ производства.
Если сравнивать 3D-печать с ЧПУ-обработкой, налицо несколько фундаментальных различий. Cтанки с ЧПУ используют субтрактивный процесс, а это означает больший расход материала. Если стоимость материала высока (а в случае с металлами, как правило, это так), то сокращение его расхода само по себе становится серьезным преимуществом.
Далее, станок формирует поверхность детали с помощью резца . Если подходящего инструмента нет – например, в случае с поднутрениями, – для его создания запускается еще один производственный процесс. В процессе обработки деталь должна быть надежно зафиксирована, а резец – иметь доступ ко всем ее поверхностям. Иногда это не под силу даже пятикоординатному станку. Также большинство резцов имеет цилиндрическую форму, и обеспечить идеальное исполнение углов проблематично. Вертикальные внутренние углы всегда будут скруглены – кроме тех случаев, когда используется поднутрение.
3D-печать – это аддитивный процесс, и для нее не требуется никаких специальных инструментов, кроме поддержек. Обработка углов и кромок не представляет сложности. С помощью 3D-печати можно изготавливать детали сложной геометрии, в том числе с внутренними каналами и полостями – это позволяет снизить вес изделий и расширить область их применения. При использовании 3D-принтера необходимость в изготовлении физических инструментов исчезает, уступая место программному обеспечению.
Многие производители думают, что обязательно нужно выбирать одну из двух технологий! На самом деле, можно добиться выдающихся результатов, правильно используя преимущества обеих.
– Но ведь эти преимущества не означают, что 3D-печать всегда лучше?
– Конечно. У станков с ЧПУ тоже есть свои плюсы, и один из них – высокая точность, до нескольких микрон по каждой оси, что позволяет получать идеальные поверхности без дополнительной обработки. В том, что касается погрешностей, ЧПУ-обработка также обычно превосходит 3D-печать – ведь нагревать и заново формовать материал не требуется. Кроме того, станки с ЧПУ отлично подходят для конечных деталей из тяжелых материалов.
Когда нет проектных требований, делающих 3D-печать необходимостью (внутренние каналы, сложная геометрия, снижение веса, монолитные конструкции и т.д.), субтрактивная обработка оказывается более привлекательной для мелкосерийного производства с точки зрения скорости, стоимости.
Проблема в том, что многие производители думают, что обязательно нужно выбирать одну из двух технологий! На самом деле, можно добиться выдающихся результатов, правильно используя преимущества обеих.
– Можете привести примеры? Как производители могут использовать обе технологии одновременно?
– Я уже говорил о допусках. В автомобилестроении, авиакосмической промышленности и других отраслях, где требуется высокая точность изготовления металлических деталей, невозможно обеспечить допустимые погрешности, используя только 3D-печать. С другой стороны, выгоды 3D-печати в подобных случаях – возможность снизить массу и улучшить эргономику деталей. Обрабатывая напечатанные детали на станках с ЧПУ, производители «убивают двух зайцев»: в некоторых случаях можно добиться погрешности ±0,005 мм .
При жестких допусках необходима идеальная обработка поверхности, особенно когда критически важна абсолютно точная подгонка деталей. В таких ситуациях можно печатать детали с запасом по размеру, а затем обрабатывать их, например, на пятикоординатном фрезерном станке с ЧПУ, добиваясь требуемой точности.
Материалы представляют собой отдельное преимущество. Раньше 3D-принтеры зачастую не могли обеспечить надлежащие механические характеристики (прочность, коррозионную стойкость, теплоизоляционные свойства) титана, алюминия, инконеля или нержавеющей стали. Теперь же эти материалы, а также множество других сплавов и суперсплавов в полной мере доступны для 3D-печати. Используя станки с ЧПУ для высокоточной постобработки напечатанных изделий, инженеры-разработчики получают гораздо большую гибкость в работе с уже известными им материалами.
Важно не забывать и такой момент. 3D-печать открывает новые возможности для оптимизации конструкции; аналогично, файлы, предназначенные для 3D-печати, можно оптимизировать для станков с ЧПУ, что позволяет дополнительно сэкономить. Повороты, перемещения, сложный и долгий технологический процесс, специальные крепления – все известные недостатки ЧПУ-обработки при использовании 3D-печати устраняются полностью. 3D-принтер выполняет основную работу, создавая изначальную конструкцию, а конечная обработка (типа нарезки точной резьбы) – простой, но очень важный этап производства – остается за станками с ЧПУ.
И, наконец, 3D-печать металлических деталей с последующей обработкой на станках с ЧПУ часто намного быстрее и дешевле создания новой пресс-формы для литья под давлением. Добавьте к этому преимущества работы с CAD-моделями — и сразу станет ясно, почему эта «звездная пара» технологий привлекает внимание производителей.
– Оба производственных метода используют цифровые технологии. Значит ли это, что их проще объединить в один процесс?
– Несомненно. Если предполагается ЧПУ-обработка, повысить эффективность процесса можно пр и проектировании деталей для 3D-печати. Настройки данных сразу приводятся в строгое соответствие с требованиями ЧПУ, и это позволяет ускорить производство и финишную обработку. Интеграция позволяет устранить задержки, неизбежные при использовании двух отдельных решений. Общее время 3D-печати и фрезеровки детали сокращается до 12 рабочих дней!
Материал предоставлен компанией Materialise
Фото в заставке © cookelma / Getty Images/iStockphot
Хотите увидеть лучшие примеры оптимизации производства с использованием 3D-печати готовых металлических изделий? Скачайте нашу обновленную бесплатную брошюру:
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
История начинается в феврале 2017 года в одном из сообществ группы ВК посвещенная reprap. Возник своего рода спор с человекаом практически ставший ‘легендой’ 😉 в своих кругах.
Речь шла что он упорно доказывал мол 3d принтер возможен если вся кинематика будет реализована на шпильках. Как бы не объясняли что это слишком медленно для печати.
Вспомнив что у меня завалялись на прасторах моего барахла кой какие комплектующие для сборки принтера, решил поступить следующим образам. Доказать наглядно что шпильки это медленно. И тут идея родилась сама собой. Подумал, в добавок не помешает для своих нужд небольшой хоббийный чпу, который не требовал бы больших затрат, с учетом того что из отсутствующих компонентов не хватало лишь шпинделя. Но до него было еще далеко. И так начало.
Накидал чертежик, чтобы понять что из себя будет это представлять.
Естественно это даже и чертежом назвать трудно, просто набросок, кинув в коменты сию картинку, часть людей поддержала, мол давай, посмотрим что из этого выйдет. Дабы не закакивать группу посвещенной теме принтеров, решил создать свою, причем понятии не имея на тот момент что из этого выйдет. Сделано было лишь с одной целью, чтобы те кто принимал участия в споре, помогли советом что добавить, как лучше, чего бы самим хотелось. К тому же пообещал что чертежи выложу в открытый доступ. Да и чего греха таить, из образования у меня только 11 классов, дальше в жизни как то не заладилось 🙂 Но не будем о веселом.
Закончив с чертежами, далее пошла сборка, каркас алюминиевый профиль 20й, причем изначально на этапе проектирование было заложено 3 составляющих от чего ‘плясался’ размер станочка (то что есть в наличии).
1. Винт трапеция 400мм
2. Цилиндрический направляющие 8х450мм
И третье, рассчитать под первые два критерия, раму так, чтобы как меньше было отходов профиля.
В конечном итоге: винты остались прежними, направляющие обрезались до 424мм, а из 8ми метров профиля, отход был 20 см
По находил электронный компоненты, собрал так сказать всё в кучу. За отсутствием только всё того же шпинделя
Изначально перед этапом проектирования так же стояла задача, никаких специально заказанных на стороне деталей для сборке, акромя электронных естественно компонентов (начертить можно что угодно, но в стране кризис)) Таким образом получается что для сборки из инструментов нужен только 3d принтер, дрель, ножовка по металлу, ну или лучше болгарка. Из основного всё.
Про сборку многое можно писать, выкладывать фото, но лучше посмотреть тут с самого низа, иначе этот пост займет по размером войну и мир.
Чертеж в общей сложности занял около полутора недель, но время сборки растянулось из за отсутствия шпинделя, пока появились средства, пока ‘оперативно’ сработала наша почта России, станок смог заработать полноценно только к маю месяцу
Это уже пожалуй отдельная история.
Доделки, доработки станочка может длиться на мой взгляд вечно. Останавливаться не хочется, есть мысли двигаться дальше, к тому же файлы в открытом доступе для скачивания, можно переделать как кому угодно.
Часто ‘упрекают’ по поводу жесткости конструкции, мол на валах, да еще 8мм, фу фу фу. Проект был задуман спонтанно, делалось на тот момент из того что было под рукой, к тому же он работает, свою поставленную задачу выполняет, ‘грызть’ мрамор на нем не собираюсь)
Ну а впереди уже следующий проект, так же будет в открытом доступе. Вообще забавная штука, что то делаешь бесплатно, так нужно еще это и отрекламировать, зачем это делаю пока сам не понимаю)
Подробное описание ‘снизу вверх’ тут В разделе ‘Документы’ файлы stl для печати, и прочие документы по сборке.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
