Аддитивное и субтрактивное производство: что выбрать? [Часть 2]

Аддитивное и субтрактивное производство являются двумя основными подходами к процессу изготовления изделий. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и ограничения, и выбор между ними зависит от требований конкретного проекта. Аддитивное производство часто используется для создания прототипов. Субтрактивное производство, широко применяется в серийном производстве, когда требуется высокая точность и повторяемость изделий. Оба этих подхода имеют значительное влияние на современную промышленность и продолжают развиваться с развитием новых технологий и материалов.

Это вторая часть статьи, перед прочтением советуем ознакомиться с первой частью в нашем блоге.

Субтрактивный производственный процесс означает производство путем удаления материала. Он начинается с заготовки, с которой удаляется материал путем контролируемой обработки. Исходным материалом может быть цельный блок, цилиндр, лист или другие формы.

Технологии субтрактивного производства используются в различных масштабах в различных отраслях производства. К числу распространенных субтрактивных процессов относятся:

• Фрезерная обработка с ЧПУ;
• Токарная обработка;
• Лазерная резка;
• Гидроабразивная резка;
• Сверление;
• Электроэрозионная обработка;
• Шлифование.

Давайте рассмотрим все плюсы и минусы субтрактивного производства по очереди:

• Высокая точность: субтрактивное производство имеет очень высокую точность. Любые требования, где важна точность, используют эту технологию.
• Числовое программное управление: все субтрактивные процессы могут использовать числовое программное управление. ЧПУ автоматизирует весь рабочий процесс конкретной технологии.
• Обработка поверхности: обработка с ЧПУ приводит к получению очень гладкой поверхности. Обычно готовое изделие не требует вторичной обработки.
• Сложность: субтрактивное производство может создавать детали с очень сложным дизайном. Например, обработка с ЧПУ может выполнять резьбу по дереву.
• Скорость: эти методы позволяют создавать детали с очень высокой скоростью. Нет необходимости ждать охлаждения, так как материалы не расплавляются.
• Кастомизация: любые изменения в дизайне могут быть сделаны с помощью небольших корректировок в программном обеспечении CАПР.
• Ошибки: с помощью систем САПР можно проверить наличие ошибок на этапе проектирования или программирования.
• Универсальность: эти методы могут работать с любым материалом, независимо от его физических свойств.
• Вторичная обработка: эти методы не требуют последующей обработки. Это экономит время и деньги.
• Модификации: субтрактивное производство может вносить изменения в существующую деталь. Это может быть полезно в случае ремонта.

• Отходы: основным недостатком этих процессов является образование отходов. Отходы усиливаются при больших объемах производства.
• Стоимость: cтоимость оборудования для субтрактивного производства значительно выше, чем для аддитивного. Поэтому оно не является предпочтительным для мелкосерийного производства.
• Воздействие на окружающую среду: высокая степень растраты ресурсов может негативно повлиять на окружающую среду.
• Износ инструмента: при субтрактивном производстве происходит ускоренный износ инструмента. Это еще больше увеличивает потери и затраты.
• Безопасность: острые режущие инструменты при субтрактивном производстве могут представлять угрозу безопасности.
• Пыль от материалов: при этой технологии удаляется материал, что приводит к образованию пыли на рабочем месте.
• Потребление энергии: в этих процессах используется тяжелая механическая обработка, которая потребляет много электроэнергии.

Субтрактивное производство отлично подходит для тех случаев, когда важны точность и последовательность. Это относится к таким отраслям, как автомобилестроение и бытовая электроника. Кроме того, компоненты, требующие высокой степени отделки, также используют субтрактивные процессы.

Выбор между аддитивным и субтрактивным производством может быть сделан путем оценки определенных факторов. Этими факторами являются:

• Тип материала: рассмотрите тип материала, который требуется для вашей детали. Материал может облегчить принятие решения между аддитивным и субтрактивным производством. Для термопластов аддитивное производство может быть экономически выгодным. Для металлов и сплавов лучшие результаты дают субтрактивные процессы.
• Объем производства: субтрактивное производство предпочтительнее при больших объемах производства. Аддитивное производство экономит затраты при изготовлении небольших партий.
• Устойчивость: если целью является минимизация отходов, лучше использовать аддитивное производство. Если устойчивость может быть поставлена под угрозу из-за других факторов, то субтрактивное производство может дать лучшие результаты.
• Точность: для достижения высокой точности используйте субтрактивные технологии производства.
• Квалификация операторов: если у вас низкоквалифицированная рабочая сила, аддитивные процессы не вызовут затруднений. Если обучение не является проблемой, субтрактивные технологии не станут помехой.
• Стоимость: аддитивные процессы позволяют экономить средства при изготовлении небольших деталей малыми партиями. Субтрактивная обработка обеспечивает самую низкую стоимость для больших деталей и больших объемов.
• Дизайн деталей: для деталей со сложным дизайном субтрактивное производство может быть лучшим выбором. Для деталей с внутренними элементами, такими как вентиляционные отверстия, лучшим вариантом является аддитивная обработка.

Существует множество различных затрат, связанных с аддитивным и субтрактивным производственными процессами. Ниже приводится описание этих затрат:

• Оборудование: оборудование для субтрактивного производства значительно дороже, чем оборудование для аддитивного производства. Однако затраты на оснастку для аддитивных процессов выше, чем для субтрактивных.
• Материал: материальные затраты выше для аддитивных процессов. Это связано с тем, что в аддитивных технологиях используются специализированные материалы, которые могут подвергаться нагреву.
• Вторичная обработка: затраты на вторичную обработку выше при аддитивном производстве. Это связано с тем, что субтрактивный процесс может обеспечить гладкую поверхность детали.
• Труд: как аддитивные, так и субтрактивные процессы оснащены автоматизированным управлением. Поэтому трудозатраты для каждого процесса обычно одинаковы. Важно отметить, что возможности автоматизации у субтрактивных процессов лучше, чем у аддитивных. Это связано с возможностью ЧПУ работать по нескольким осям.
• Электричество: как аддитивные, так и субтрактивные производственные машины работают на электричестве. Однако потребление электроэнергии на субтрактивных станках выше. Это приводит к увеличению затрат на электроэнергию.
• Утилизация отходов: субтрактивные процессы требуют дополнительных затрат на утилизацию отходов. Некоторые из них могут быть переработаны, но затраты на утилизацию все равно остаются.

Выбор между аддитивным и субтрактивным производством не является однозначным. Обе эти технологии имеют свои преимущества и недостатки. Поэтому выбор технологии должен быть сделан на основе требуемого применения.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Настольный электроэрозионный станок с ЧПУ - скоро в каждой мастерской!»‎ и «‎3D-печатный экскаватор - это потрясающе, но требует доработки»

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!