增材制造和减材制造:互补还是竞争对手?
发布时间:
2023-10-26
虽然越来越多的公司开始选择增材制造作为一种加工手段,但减材制造仍然是目前工业界使用广泛的方法。同时,3D打印目前仍是主要作为减材制造的补充而存在。
减材制造不同于增材制造技术,它是通过去除材料以生产出所需尺寸的零件。它们现在被部署在许多行业,如航空、汽车、冶金等。南极熊本期文章仔细讨论了减材制造和增材制造之间的差异,以及它们彼此之间的互补作用。首先减材制造方法也是拥有多种类型的,就像增材制造包含了多种工艺.例如,你可能听说过"数控加工"这个术语。它是计算机数字控制的首字母缩写,涵盖了基于控制机床的数字程序的材料去除技术,比如我们常谈论的钻、车、铣或镗等。数控加工现在可以兼容广泛的材料,从塑料到金属。也就是说,并不是所有的减材制造技术都使用数字程序,接下来我们也将介绍一些流行的切割方法。
什么是数控加工?
数控加工包括几个过程,介绍车削和钻孔技术,加工过程针对于旋转轴上的移动部件。加工零件所需的能量是由零件本身的运动提供的。这些方法使得制造任何以旋转为模型的零件成为可能。具体而言,它是一种沿旋转轴无限复制的二维图纸,从而形成一个三维模型。尽管名称不同,但车削和镗削是非常相似的,因为它们都使用相同的原理。主要的区别是,镗削是在零件的内部工作,而车削是在外部工作,允许对木材、金属和某些塑料材料进行加工。车削和镗孔机现在出现在许多行业中,如汽车、航空航天、医疗甚至装饰部门。
让我们继续讨论另一种技术,即铣削。铣削具有极高的精确性、创造具有内部空腔零件的能力和加工零件的能力,是一种极其重要的制造手段。该技术使用铣刀来横向切割材料。这意味着,当铣刀在材料中时,它可以垂直移动并沿其路径去除材料。由于适用于各种任务和材料加工,铣削与许多材料兼容。尽管如此,这种方法也有一些缺点,会降低它的加工便捷性。例如,一个零件的加工通常分为几个步骤/操作,这些都需要定期更换刀具。
钻孔和铣削使用的工具非常相似,但不应混淆。钻孔只用于用钻头打圆孔。虽然铣削提供了更大的制造自由度,特别是允许制作直径大于自身的孔或形状,但钻孔允许你钻出与钻头直径相等的孔。尽管有许多优点,但在打孔时,铣削要比钻孔慢得多,这就是为什么钻孔更适合于连续进行几个相同的切割。虽然数控加工包含了许多技术,但减材制造并不限于这些。其他方法,如切割,也被许多行业所采用。
不同的切割技术
有些人使用激光切割,如汽车制造业使用激光来生产刹车片等精密零件,而其他人则选择EDM。EDM也就是放电加工,这种技术有3种形式:线切割、沉降片切割和快速钻孔,它与传统的钻孔不同,能够利用电极打出更薄、更深的孔。虽然这些不同的方法相对较慢,但它们与其他方法的区别在于精确度。放电加工可应用到混凝土、石头、金属和许多其他材料的零件的生产当中。
除了放电加工外,激光切割也是一种常用的切割技术。这种技术通过功率为几百瓦的激光器,可以快速、精确地切割几种材料。例如,切割面积达1平方毫米的零件,公差为正负20微米。除了切割之外,激光机还能进行雕刻。激光切割机有两种形式。二氧化碳激光器和光纤激光器,它们用于切割和雕刻金属。尽管激光切割机有很多优点,但也有一些缺点:在操作此类机器时,可能会释放出有害气体。此外,由于激光是通过热量来切割材料的,激光器本身可能会过热。因此,有必要对其进行冷却,这往往需要额外的辅助设备。
在几种主要的减材制造工艺和更具体的切割技术中,我们发现水射流切割。这个过程是基于使用水射流,伴随着磨料,以高速冲击材料的表面。这导致材料收缩和分离,形成所需的形状。需要一个高压压缩机来产生这种水射流。射流的性质和有关材料将影响切割的深度和速度。这种技术在航空航天、汽车和机械行业很受欢迎。它具有高精度,与许多材料兼容,而且与各种减材工艺不同,它没有危害。当其他工艺产生切屑、灰尘或烟雾时,水射流切割消除了所有这些废物,因为水射流在其路径上带走了这些废物。
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