In và gia công 3D thường được coi là "đối thủ cạnh tranh", nhưng chúng cũng có thể là "đối tác". Các bộ phận in 3D thường cần được gia công để tạo ra dung sai cao hơn và bề mặt hoàn thiện tốt hơn. Trong khi đó, các bộ phận đã từng được phay từ một khối kim loại rắn chắc có thể được in 3D nhanh hơn và có hình dạng phức tạp hơn. Ngày càng có nhiều máy sản xuất lai kết hợp máy in 3D và máy CNC thành một gói để tự động hóa tốt hơn và tăng tốc độ sản xuất bộ phận. Vì vậy, làm thế nào là họ đi xa? Tương lai của sản xuất lai là gì?
Các nhà sản xuất thiết bị sản xuất hybrid cho biết công nghệ hybrid khắc phục những thiếu sót của cả hai công nghệ, cho phép các nhà sản xuất sản xuất các bộ phận chính xác hơn, chất lượng cao hơn, nhanh hơn và với chi phí thấp hơn. Nó ít lãng phí hơn so với chỉ gia công, hiệu quả hơn và chính xác hơn so với chỉ in 3D mà không cần phải di chuyển thủ công các bộ phận xung quanh hoặc lập trình hai phần thiết bị khác nhau.
△ Sự kết hợp giữa lắng đọng năng lượng trực tiếp và phay CNC
Máy in lai CNC-3D là gì?
Sản xuất hỗn hợp là một phương pháp tương đối mới kết hợp các kỹ thuật sản xuất phụ gia và trừ đi trên một máy duy nhất. Những máy này sử dụng công nghệ in 3D để tạo ra các bộ phận bằng kim loại hoặc nhựa có hình dạng gần như lưới. Sau đó, bộ phận này được phay theo dung sai yêu cầu bởi một bộ phận hoặc đầu công cụ khác trong máy. Với sản xuất kết hợp, các nhà sản xuất (và khách hàng của họ) có thể thu được hình dạng phức tạp do sản xuất đắp lớp tạo ra và chất lượng bề mặt của quá trình phay. Ngoài việc chế tạo các bộ phận từ đầu, những máy này rất lý tưởng để bổ sung các tính năng mới cho các bộ phận hiện có, thực hiện sửa chữa bộ phận và sơn phủ các bộ phận trước các hoạt động sau gia công.
Máy sản xuất hỗn hợp khác nhau tùy theo nhà sản xuất, nhưng nhìn chung được chia thành hai loại: Sản xuất hỗn hợp tuần tự & Sản xuất hỗn hợp luân phiên
△Gia công CNC sau khi in 3D để có bề mặt mịn
● Trước tiên, các máy sản xuất kết hợp tuần tự hoàn thành toàn bộ quy trình AM, quy trình này tạo ra các bộ phận có hình dạng gần lưới được in 3D trước khi bước vào quy trình trừ.
● Các máy sản xuất lai luân phiên hoán đổi giữa AM và các đơn vị xay xát trong suốt quá trình sản xuất. Một số máy lai thay thế thậm chí có thể in AM phần còn lại trong khi gia công chi tiết.
Sản xuất kết hợp là một giải pháp khả thi để sản xuất nguyên mẫu và các bộ phận chức năng sử dụng cuối cùng với việc sửa chữa các bộ phận hiện có. Sản xuất hỗn hợp đặc biệt hấp dẫn đối với các công ty nhỏ hơn cần cả năng lực gia công và sản xuất bồi đắp. Những máy này cho phép họ sản xuất hai phần (hoặc hỗn hợp) mà không phải đầu tư vào hai máy. Nó cũng có thể giải quyết các yêu cầu khắt khe của một số ngành nhất định, chẳng hạn như độ phức tạp của bộ phận và năng suất trong ô tô và hàng không vũ trụ.
Ưu và nhược điểm của máy sản xuất lai
Sản xuất lai có nhiều ưu điểm so với phương pháp AM thuần túy hoặc phương pháp trừ:
●Một trong những ưu điểm quan trọng nhất của nó là khả năng tăng năng suất. Vì cả quy trình AM và gia công đều chạy trên một máy nên không cần phải thay đổi các bộ phận và hiệu chỉnh lại thiết bị. Các tế bào gia công cũng có thể thay thế một phần hoặc hoàn toàn quá trình xử lý hậu kỳ AM thủ công, điều này cũng giúp tăng tốc độ sản xuất.
●Sản xuất kết hợp có thể đạt được độ chính xác cao hơn và dung sai chặt chẽ hơn so với hầu hết các máy in 3D riêng lẻ. Sản xuất bồi đắp có thể tạo ra các cấu trúc hình học và bộ phận phức tạp hơn so với gia công cơ khí, chẳng hạn như tích hợp bộ phận, kênh bên trong và lấp đầy mạng tinh thể. Sản xuất toàn bộ một bộ phận trên một máy cũng làm giảm khả năng lỗi hoặc lỗi gia công.
●Máy lai cho phép sử dụng nhiều vật liệu trong một bộ phận, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất cơ học và tiết kiệm chi phí. Các bộ phận yếu hơn có thể được phủ bằng kim loại mạnh hơn, vật liệu hiệu suất cao được thêm vào để cải thiện chuyển động hoặc truyền nhiệt của bộ phận hoặc có thể tiết kiệm chi phí vật liệu bằng cách chỉ sử dụng vật liệu đắt tiền khi cần thiết.
●Sản xuất lai có thể giảm chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành. Mua hoàn toàn một máy lai sẽ rẻ hơn so với mua đồng thời máy CNC và máy in 3D công nghiệp. Một máy lai đơn tiêu thụ ít năng lượng hơn và cần ít diện tích sàn hơn so với các máy AM và CNC riêng biệt.
△Các bộ phận có chức năng như kênh làm mát bên trong
Một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng sản xuất kết hợp giúp loại bỏ sự lãng phí của các kỹ thuật trừ, giảm mức tiêu thụ vật liệu tới 97 phần trăm . Với các máy DED/CNC, bạn cũng có thể chỉ thêm vật liệu vào các vị trí đã chọn. Những người dùng này sửa chữa các bộ phận bị hư hỏng và tăng tốc độ sản xuất bằng cách thêm kim loại vào các bộ phận, chẳng hạn như những bộ phận được sử dụng trong ngành công nghiệp hàng hải và dầu khí. Đồng thời, bộ phận CNC có thể gia công tinh các cấu trúc bên trong giữa các lần chạy lắng đọng vật liệu.
Mặc dù có những lợi thế to lớn, sản xuất lai không phù hợp với mọi nhu cầu sản xuất và có một số nhược điểm:
●Mặc dù những máy này có thể giảm chi phí đầu tư ban đầu, nhưng chúng không rẻ và có thể vượt quá ngân sách của một công ty nhỏ.
●Vận hành máy lai có thể phức tạp, đòi hỏi người vận hành phải có hiểu biết tinh vi về in 3D và gia công CNC để xác định phương pháp tốt nhất để sản xuất một bộ phận nhất định.