De maakindustrie vertrouwt op twee benaderingen om de onderdelen van grondstoffen te maken; additief en subtractief. Deze twee technieken hebben hun eigen belang volgens de vereisten en het werkstukmateriaal. Het belangrijkste verschil tussen deze twee houdt verband met tapuit, het proces omvat het al dan niet verwijderen van materiaal om de gewenste vorm van grondstof te creëren.

Subtractieve fabricage verwijdert continu het materiaal van het buitenoppervlak totdat het in de gewenste vorm is omgezet. De additieve benadering creëert daarentegen de gewenste vorm door materiaallagen toe te voegen.

Dit artikel behandelt uitgebreide details over subtractieve en additieve fabricagetechnieken, hun voordelen, nadelen, vergelijking en nog veel meer.

Wat is subtractieve fabricage?

Het is de fabricagetechniek waarbij de functionele onderdelen voor verschillende toepassingen worden gemaakt met materiaalverwijdering van het werkstuk. Het materiaalverwijderingsproces omvat machinale gereedschappen en apparatuur, zoals frezen, freesgereedschappen, boren, draaibankmachines, CNC-machines, EDM-machines, .

Subtractief productieproces

De subtractieve productiebenadering bestaat al sinds de beginfase van de menselijke beschaving. In het vroege stadium van de evolutie gebruikten mensen deze benadering om jachtgereedschap, kunst en andere items te maken.

In de moderne productie speelt subtractieve productie een belangrijke rol. Verschillende apparaten, mechanische systemen, gereedschappen, kunst, medische implantaten, ruimtevaartonderdelen, raketonderdelen, verdedigingssystemen en onderdelen voor andere industrieën gebruiken een subtractief productieproces.

Zie ook:

Alles wat u moet weten: CNC-bewerkingsprocessen

CNC-bewerking: de beste aanpak voor productie

Rapid Prototyping met CNC

Soorten subtractieve fabricage

Er zijn verschillende methoden om materiaal te verwijderen om de onderdelen te genereren. Deze technieken hebben hun eigen voordelen, nadelen, materiaalkeuzes en toepassingen. Laten we ze snel allemaal afzonderlijk bekijken.

1. CNC-bewerking

CNC machine

CNC-bewerking (Computer Numerical Control) is de veelgebruikte subtractieve productiebenadering om 3D-objecten te maken. Sinds de uitvinding in 1950 staat het bekend als een prominente productietechnologie (Oyoun, 2020). Het speelt een belangrijke rol bij het revolutioneren van de maakindustrie. Als we het hebben over automatisering, is CNC de leidende technologie die precieze onderdelen kan maken met behulp van 3D-modellen en digitale instructies.

Verschillende CNC-bewerkingen volgen de subtractieve benadering om precieze onderdelen te maken van bijna elk materiaal.

• CNC frezen

Traditioneel CNC-frezen omvat een roterend gereedschap en een stationair werkstuk, terwijl moderne freesmachines zowel werkstuk- als bewerkingsgereedschappen kunnen roteren. Het verwijdert het materiaal van een werkstuk door het in een roterend gereedschap te voeren of vice versa. De meerassige beweging van het gereedschap elimineert het materiaal en creëert de exacte vorm volgens het geüploade 3D-model door de beweging van het gereedschap te dicteren met computerbesturing.

• CNC-routering

CNC-routering is een andere subtractieve fabricagetechniek die het materiaal van het werkstuk verwijdert om het in de gewenste vorm te manipuleren. De CNC-freesmachine zorgt voor de freesbewerking, die vergelijkbaar is met frezen, maar resulteert in minder materiaalverspilling en ontwerpen kan produceren met meer precisie en complexiteit.

• CNC Draaien

Bij CNC-draaien wordt een gereedschap in een roterend cilindrisch werkstuk gevoerd. Materiaal van het werkstukoppervlak wordt tijdens het draaiproces verwijderd en in het gereedschap gevoerd om de gewenste geometrie te produceren. Bij het CNC-draaien hoort ook de besturing van het verwijderingsproces met computersoftware.

2. Elektrische ontladingsmethode

Deze techniek maakt gebruik van een elektrische boog om materiaal van het werkstuk weg te snijden en het in de gewenste vorm te brengen. De elektrische ontladingsmethode kan werken met harde metalen. CNC EDM-machines zijn populair in de maakindustrie, die het materiaal nauwkeurig kunnen snijden en graveren met computerbesturing.

3. Lasersnijden

Lasersnijden is het proces waarbij het werkstuk wordt gesneden met een zeer intense laserstraal. De laserstraal raakt de snijpositie en splijt het werkstuk met behulp van Intense Heat. Het is echter niet alleen van toepassing om het werkstuk te splijten. Laserstralen kunnen de materialen graveren, boren, markeren en lassen.

4. Waterstraalsnijden

Het waterstraalsnijden techniek omvat het lijnsnijden van ruw materiaal met behulp van een hogedrukwaterstraal. De basis is het idee van watererosie. Materiaalverwijdering vindt plaats wanneer een waterstraal met hoge snelheid in contact komt met het oppervlak.

Voordelen van subtractieve productie

Precisie is het belangrijkste voordeel van de subtractieve fabricagebenadering; het maakt het mogelijk om de onderdelen te maken door materiaal te verwijderen met toleranties zo laag als 0.005mm.

De volgende zijn de andere belangrijke voordelen;

• Het is compatibel met bijna elk materiaal, metaal, legering, hout, kunststof, composiet, keramiek, enz.
• De subtractieve benadering zorgt voor een gladde oppervlakteafwerking.
• Het is een snel proces en geschikt voor grootschalige productie.
• Subtractieve fabricage kan bijna elk kenmerk, gat, gravure, draad en meer creëren.
• Het is kosteneffectief voor massaproductie.
• Het kan complexe vormen creëren met een hoge mate van maatnauwkeurigheid.

Nadelen van subtractieve productie

Materiaalverspilling is het fundamentele nadeel van subtractieve fabricage, omdat materiaalverwijdering wordt gebruikt om de gewenste vorm te genereren.

De volgende zijn de andere belangrijke nadelen;

• Het is onmogelijk om de materiaaldichtheid te beheersen, die volledig afhangt van de samenstelling van de grondstof (George Belgiu, 2021).

• Hoge installatiekosten omdat er voor elke bewerking verschillende apparatuuropstellingen nodig zijn.
• It kan rommelig zijn omdat er veel stappen kunnen zijn om één vorm te maken.

Wat is additieve productie?

De additive manufacturing-benadering omvat het creëren van een 3D-object door materiaal toe te voegen of samen te voegen, waarbij het materiaal in poeder, laag, draad, plaat of vloeistof kan zijn.

3D-printproces

Het is ook een efficiënt productieproces geweest dat al eeuwen bestaat. Aan het begin van de beschaving werd additive manufacturing gebruikt om verschillende modderproducten te maken.

Het heeft zich ontwikkeld tot een geautomatiseerde procedure die in de moderne productie bekend staat als 3D-printen. Het is compatibel met een uitgebreide reeks materiaalopties in het huidige scenario, zoals metaal, legeringen, thermoplasten, composieten en nog veel meer. Verschillende industrieën, zoals de auto-industrie, olie, gas en energie, gebruiken deze techniek om de onderdelen en apparatuur te maken.

Soorten additive manufacturing

Additieve productietechnieken

Net als de subtractieve productiebenadering, heeft het ook verschillende verschillende technieken om het 3D-object te creëren door materialen van verschillende vormen toe te voegen.

1. Gerichte Energiedepositie (DED)

Het gebruikt metaaldraad of poeder als grondstof en bindt om functionele onderdelen en producten te creëren. Het poeder of de draad wordt gesmolten door een andere vorm van energie (laser is typisch) en onderworpen aan een bouwplatform in een gesmolten fase. Vervolgens zorgt stollen voor de gewenste vorm.

2. Binder jetting

Bij de Binder Jetting-techniek wordt de grondstof (metalen, zand en keramiek) in korrelvorm gebruikt. De korrelige structuur van grondstof wordt onderworpen aan een poederbed, waar het de vereiste vorm vormt door hechting van herhaalde afzetting.

3. Extrusiemethode

Dit proces maakt gebruik van de gesmolten vorm van materiaal om de onderdelen te maken. Het maakt gebruik van de printer, wat de hechting van meerdere lagen inhoudt. Over het algemeen wordt de grondstof in draadvorm onderworpen aan een mondstuk, waarbij de punt van het mondstuk het materiaal smelt en naar het bouwplatform gaat.

4. Andere methoden

Er zijn verschillende andere additieve fabricagemethoden: laminering van vellen, poederbedfusie, btw-fotopolymerisatie, materiaalstralen en meer.

Voordelen van Additive Manufacturing

Omdat bij additive manufacturing materiaal wordt toegevoegd in plaats van verwijderd om de geometrie te creëren, is materiaalverspilling het fundamentele voordeel. Het verspilt de grondstof niet in het proces.

De volgende zijn de andere belangrijke voordelen;

• Het is een snel proces van ontwerpen tot het maken van fysieke onderdelen.
• Het creëren van ingewikkelde vormen is mogelijk met een additive manufacturing-benadering en biedt ontwerpflexibiliteit.
• Het is kosteneffectief als het gaat om snelle prototypeontwikkeling
• Herhaalbaarheid kan effectiever worden bereikt met de additive manufacturing-methode.
• Het behoudt de dimensionale consistentie bij productie in grote volumes.
• Materiaaldichtheid kan eenvoudig worden geregeld.
• Het is milieuvriendelijker vanwege de verwaarloosbare materiaalverspilling.

Het nadeel van Additive Manufacturing

• De additive manufacturing resulteert in een slechte oppervlakteafwerking.
• Het is niet geschikt voor massaproductie.
• Er zijn minder materiaalopties voor additive manufacturing.'
• Het kan de achteruitgang van mechanische en fysische eigenschappen veroorzaken.

Vergelijking op basis van verschillende aspecten

Het kiezen van de productiebenadering voor uw project kan lastig zijn, omdat beide methoden verschillende voor- en nadelen hebben. Laten we ze dus vergelijken op basis van verschillende aspecten.

Conclusie

Subtractieve en additieve fabricageprocessen zijn twee prominente methoden in de maakindustrie. Deze twee benaderingen hebben onder verschillende omstandigheden hun eigen voor- en nadelen. Subtractief is echter betrouwbaarder omdat het meer ontwikkeld, nauwkeurig, kosteneffectief en toepasbaar is in verschillende industrieën.

ProleanTech biedt toegewijde en precieze subtractieve productiediensten, inclusief CNC-bewerking, Laser snijden, waterstraalsnijden, Gesneden draaden elektrische ontlading machinale bewerking:. We hebben geavanceerde technologieën en deskundige ingenieurs om aan uw verwachtingen te voldoen. Dus stuur ons je ontwerp en ontvang de onderdelen binnen een paar dagen bij je thuis.

FAQ's

Welke methode is meer populair subtractief of additief?

Subtractieve productie is populairder dan additieve. Aangezien additieve technologie nog in ontwikkeling is, is subtractief de meer geëvolueerde techniek. Het is beter om een ​​subtractieve benadering te gebruiken. De ontwikkeling van een prototype van sommige thermoplasten kan echter effectiever zijn met additieven.

Wat zijn enkele standaard subtractieve productietechnieken?

CNC-bewerking, lasersnijden, waterstraalsnijden, machinale bewerking met elektrische ontlading en draadsnijden zijn enkele standaard subtractieve productietechnieken.

Wat is nauwkeuriger en voordeliger?

De subtractieve methode is nauwkeuriger en kosteneffectiever. Het kan een tolerantie van slechts 0.025 mm behouden.

Bibliografie

1. George Belgiu, CT (2021). Selectie van subtractieve productietechnologie versus additieve productietechnologie voor snelle prototyping van een polymeerproduct. Researchgate.
2. Oyoun, L. (2020). Computer Numerieke Controle. Researchgate.