Ingenieurs in de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en de medische sector maken gebruik van additieve en subtractieve methoden. De beste methode kiezen kan de kosten en doorlooptijd verlagen.
Additieve productie en subtractieve productie zijn twee processen die binnen het brede spectrum van de moderne productie vallen. Beide hebben verschillende methoden en voordelen, en maken gebruik van twee verschillende benaderingen.
Nadat u dit artikel hebt gelezen, hebt u meer inzicht in additieve en subtractieve productieprocessen, de bijbehorende kosten en belangrijke details. Bovendien verdiept u zich in de integratie van hybride productie met additieve en subtractieve technologieën.
Wat is subtractieve fabricage?
Subtractieve bewerking wordt weergegeven door materiaalverwijdering
Definitie: Subtractieve productie is een fabricagemethode waarbij onderdelen worden gemaakt door materiaal te verwijderen uit een massief werkstuk met behulp van gecontroleerde snij-, boor-, frees-, slijp- en kotterbewerkingen, in tegenstelling tot additieve productie waarbij onderdelen laagje voor laagje worden opgebouwd.
Ook gekend als: Substractieve productie wordt ook wel verspaning, CNC-bewerking of conventionele productie genoemd.
Sleuteleigenschappen
Subtractieve productie kent drie bepalende kenmerken:
- Materiaal verwijderenBegint met overtollig materiaal en verwijdert wat niet nodig is.
- Precisiecontrole: Bereikt toleranties tot ±0.001″ (0.025 mm)
- Subtractieve processen: Gebruikt snijgereedschap, lasers, waterstralen of elektrische ontlading om materiaal te verwijderen
Handmatig versus CNC-subtractief produceren
Handmatige bewerkingTraditionele subtractieve productie is gebaseerd op bekwame machinisten die draaibanken, freesmachines en boormachines met de hand bedienen en de instellingen aanpassen op basis van ervaring en metingen.
CNC MachiningModerne subtractieve productie maakt gebruik van computergestuurde numerieke besturingssystemen (CNC) die het gehele proces automatiseren.
- CAD DesignIngenieurs maken 3D-modellen in CAD-software.
- CAM-programmeringCAM-software zet ontwerpen om in machineleesbare G-code.
- Toolpath-generatieDe software berekent de optimale snijpaden, snelheden en voedingen.
- Geautomatiseerde uitvoeringCNC-machines voeren het programma uit met minimale menselijke tussenkomst.
- KwaliteitscontroleOnderdelen worden gecontroleerd aan de hand van het originele CAD-model.
Deze computergestuurde aanpak biedt herhaalbaarheid, consistentie en complexiteit die met handmatige bewerking onmogelijk zijn.
Hoe het subtractieve productieproces werkt
Stap 1: Design Ingenieurs maken een 3D CAD-model waarin de geometrie, afmetingen en toleranties van het onderdeel worden gedefinieerd.
Stap 2: Programmeren CAM-software analyseert het model en genereert CNC-code (G-code en M-code) met de volgende specificaties:
- Gereedschapsselectie en wijzigingen
- Spindelsnelheden (RPM)
- Voedingssnelheden (inches/minuut)
- Snijdieptes en snijgangen
- Koelvloeistofactivering
Stap 3: Installatie Het werkstuk wordt in de machine vastgezet met behulp van opspaninrichtingen, bankschroeven of vacuümtafels. Snijgereedschappen worden in het gereedschapsmagazijn geladen.
Stap 4: Bewerking De CNC-machine voert het programma uit en verwijdert systematisch materiaal door middel van verschillende bewerkingen:
- Voorbewerkingen verwijderen snel het grootste deel van het materiaal.
- De afwerkingsgangen zorgen voor de uiteindelijke afmetingen en oppervlaktekwaliteit.
- De wijzigingen in de tools vinden automatisch plaats voor verschillende functies.
Stap 5: Nabewerking Onderdelen kunnen nabewerkingen ondergaan zoals ontbramen, polijsten, warmtebehandeling of coating.
Wat zijn de meest voorkomende subtractieve productieprocessen?
CNC-boren op een draaibank
De meest voorkomende subtractieve processen omvatten verschillende methoden die verschillende toepassingen dienen. De belangrijkste soorten subtractieve methoden zijn:
| Proces | Hoe het werkt | Materialen | Typische toepassingen |
|---|---|---|---|
| CNC frezen | Maakt gebruik van roterende meerpuntssnijgereedschappen om materiaal van een werkstuk te verwijderen, waardoor complexe 3D-geometrieën met hoge precisie kunnen worden gecreëerd. | Harde thermoplasten, aluminium, staal, titanium, messing (industriële CNC-machines) | Lucht- en ruimtevaartcomponenten, auto-onderdelen, mallen, prototypes |
| CNC Draaien | Het werkstuk roteert terwijl een stationair snijgereedschap materiaal verwijdert, waardoor cilindrische onderdelen met nauwe toleranties worden geproduceerd. | Zachte en harde metalen, technische kunststoffen, hout | Assen, pinnen, bussen, schroefdraadcomponenten |
| CNC boren | Maakt nauwkeurige gaten in werkstukken met behulp van boortjes, waarbij de diepte en positie worden geregeld door CNC-programmering. | Metalen, kunststoffen, composieten, hout | Printplaten, motorblokken, structurele componenten |
| CNC saai | Vergroot bestaande gaten tot precieze diameters met behulp van een enkelpunts snijgereedschap voor verbeterde nauwkeurigheid en oppervlakteafwerking. | Harde metalen, gietijzer, staallegeringen | Motorcilinders, hydraulische cilinders, precisiebehuizingen |
| CNC-ruimen | Voorgeboorde gaten worden met behulp van meervoudige ruimers nauwkeurig afgewerkt met een superieure oppervlaktekwaliteit. | Gehard staal, roestvrij staal, aluminium | Precisielagers, klephuizen, ruimtevaartonderdelen |
| Malen | Het systeem maakt gebruik van een snel roterend slijpwiel om kleine hoeveelheden materiaal te verwijderen, waardoor nauwe toleranties en een uitstekende oppervlakteafwerking worden bereikt. | Geharde metalen, keramiek, glas, hardmetaal | Nabewerking van gereedschappen en matrijzen, precisietandwielen, lagerringen |
| Elektrische ontladingsbewerking (EDM) | Gebruikt elektrische vonken om metaal te verdampen, waardoor ingewikkelde vormen ontstaan zonder fysiek contact met gereedschap; ideaal voor harde materialen. | Hardmetalen, gereedschapsstaal, titanium, wolframcarbide | Complexe mallen, matrijzen, medische instrumenten, ruimtevaartonderdelen |
| Lasersnijden | Het apparaat focust een krachtige laserstraal om materiaal te smelten, te verbranden of te verdampen langs geprogrammeerde paden met extreme precisie. | Thermoplasten, hout, acryl, textiel, plaatmetaal (industriële lasersystemen) | Bewegwijzering, decoratieve onderdelen, pakkingen, plaatbewerking |
| Waterstraalsnijden | Stuwt water onder hoge druk, gemengd met schurende deeltjes, om materialen te doorsnijden zonder door hitte beïnvloede zones. | Kunststoffen, rubber, zachte en harde metalen, steen, glas, composieten, schuim | Pakkingen, voedsel snijden, stenen aanrechtbladen, ingewikkelde metalen onderdelen |
Tot de gebruikelijke subtractieve processen behoren draaien, boren en frezen, die worden uitgevoerd met industriële machines of desktopmachines tot grote apparatuur in machinewerkplaatsen.
Er zijn subtractieve productietools beschikbaar Tegenwoordig zijn er verschillende vormen verkrijgbaar, die zowel in kleine als grote productiebehoeften voorzien.
Materialen in subtractieve productie
Subtractieve productie biedt een breed scala aan materiaalkeuzes, wat het proces veelzijdig maakt. Hieronder vindt u enkele van de meest gebruikte materialen:
- MetalenMetalen zijn het meest gebruikte materiaal bij subtractieve productie vanwege hun uitstekende eigenschappen. Ze zijn daardoor ideaal voor het maken van precisieonderdelen voor de lucht- en ruimtevaart- en automobielindustrie.
- KunststoffenNylon en ABS-kunststoffen worden gebruikt voor het maken van precisieonderdelen die worden gebruikt in diverse toepassingen waar een laag gewicht vereist is.
- Composites:polymeercomposieten, zoals koolstofvezels, kunnen met speciale snijgereedschappen worden verwerkt tot hoogwaardige onderdelen.
- Hout en keramiek:Deze materialen worden uitsluitend bewerkt voor specifieke toepassingen, zoals meubilair of op maat gemaakte componenten.
De mogelijkheid om machine diverse materialen maken subtractieve productie Een voorkeurskeuze voor industrieën die onderdelen met hoge precisie vereisen. Bij Proleantech bewerken we meer dan 40 materiaalsoorten met gegarandeerde toleranties. Upload uw ontwerp voor een gratis materiaal- en procesadvies.
Probeer Prolean nu!
Wat is additieve productie?
3D afdrukken
Additieve productie (AM) is een laag-voor-laag fabricageproces Het is een techniek die fysieke onderdelen rechtstreeks vanuit een CAD-bestand bouwt, waarbij materiaal alleen wordt aangebracht, gesmolten of uitgehard waar het ontwerp dat vereist. In tegenstelling tot CNC-subtractieve bewerking, waarbij materiaal van een massief blok wordt verwijderd, voegt AM materiaal toe met vrijwel geen afval. Dit maakt het de voorkeursmethode voor snelle prototyping, productie in kleine series en componenten met complexe interne geometrieën.
De meest voorkomende techniek die gebruik maakt van additieve productie is de 3D-afdrukproces die nauwkeurige componenten met complexe geometrieën produceert.
Enkele veelvoorkomende additieve productieprocessen omvatten technieken zoals fused deposition modeling (FDM), stereolithografie (SLA) en selectief lasersinteren (SLS), die elk verschillende toepassingen hebben.
Dankzij de technologieën voor additieve productie is het eenvoudiger om prototypes te maken en kleine series te produceren. Bovendien zijn deze technologieën dankzij de veelzijdige toepassing van 3D-printen nu ruim beschikbaar.
Additieve fabricageprocessen
Additieve productie is een zeer veelzijdig proces, dat bestaat uit diverse productietechnieken met unieke mogelijkheden:
| AM-proces | Hoe het werkt | Compatibele materialen | beste voor | Typische tolerantie |
|---|---|---|---|---|
| Gesmolten afzettingsmodellering (FDM) | Extrudeert thermoplastisch filament laagje voor laagje door een verwarmd mondstuk. | PLA, ABS, PETG, nylon, PEEK, TPU | Functionele prototypes, mallen, hulpstukken, goedkope eindproducten | ± 0.5 mm |
| Stereolithografie (SLA) | UV-laser hardt vloeibare fotopolymeerhars laag voor laag uit | Standaardhars, technische hars, tandheelkundige hars, gietbare washars | Zeer gedetailleerde prototypes, tandheelkundige modellen, gietvormen voor precisiegieten | ± 0.1 mm |
| Selectief lasersinteren (SLS) | CO₂-laser sinteren polymeerpoeder — geen ondersteunende structuren nodig | PA12 nylon, PA11, TPU, glasvezelversterkt nylon | Complexe geometrieën, functionele assemblages, productie in kleine series | ± 0.3 mm |
| Directe metaallasersintering (DMLS) | Een krachtige fiberlaser smelt metaalpoeder samen om volledig dichte onderdelen te produceren. | Ti6Al4V, 316L roestvrij staal, AlSi10Mg, Inconel 718, CoCr | Luchtvaartbeugels, medische implantaten, gereedschapsinzetstukken, zwaarbelaste constructieonderdelen | ± 0.1 mm |
| Multi Jet Fusion (MJF) | Infraroodenergie zorgt ervoor dat nylonpoeder versmelt met bindmiddel en detailleringsmiddelen. | PA12, PA11, TPU | Grootschalige polymeerproductie, isotrope onderdeelsterkte, fijne oppervlaktedetails | ± 0.3 mm |
| Bindmiddelspuiten | Vloeibaar bindmiddel wordt laagje voor laagje op metaal of zandpoeder gespoten. | Roestvrij staal, Inconel, volkleurig gips, silicazand | Hoogproductieve metalen onderdelen, zandgietvormen, full-color modellen | ± 0.2 mm |
| Gerichte energiedepositie (DED) | Een gerichte laser smelt metaaldraad of -poeder tijdens het aanbrengen. | Titanium, Inconel, roestvrij staal, koperlegeringen | Reparatie van onderdelen, grootschalige metaalconstructies, hybride AM+CNC | ± 0.5 mm |
Deze additieve technologieën worden ondersteund door gebruiksvriendelijke desktopsystemen voor additieve en subtractieve productie, evenals grote industriële machines, waardoor additieve productie toegankelijk is voor diverse industrieën. Wij bieden 3D-printdiensten Voor industriële FDM-, SLA- en SLS-printing en levering van onderdelen binnen 3-5 dagen.
Welke materialen kunnen worden gebruikt bij additieve productie?
Additieve productie ondersteunt een breed scala aan materialen, wat flexibiliteit in ontwerp en toepassing mogelijk maakt. Veelgebruikte materialen zijn onder andere:
Kunststoffen:Kunststoffen zijn het meest gebruikte materiaal voor additieve productie, vanwege de kosteneffectiviteit, het naadloze printproces en de kwaliteit.
MetalenMetalen zijn taai en duurzaam. Dit maakt ze bruikbaar in een breed scala aan toepassingen. Materialen zoals titanium en legeringen worden vaak vervaardigd met behulp van CNC-machines.
Het DMLS-additiefproces wordt gebruikt voor de productie van hoogwaardige precisiecomponenten die worden gebruikt in de zware industrie
Composites:Versterkte polymeren zoals koolstofvezels en glasvezelmaterialen zijn licht van gewicht en leveren hoge prestaties, wat ideaal is voor de auto-industrie.
Hars:SLA is een hars-uithardingsproces met een hoge mate van detail en een glad oppervlak, ideaal voor sieraden.
Keramiek en biocompatibele materialen:Deze materialen hebben een zeer specifieke toepassing, zoals implantaten, en kennen veel variatie, waardoor additieve productie, zoals 3D-printen, ideaal is voor biocompatibiliteit.
Subtractieve en additieve productie: belangrijkste verschillen
Additieve en subtractieve productie verschillen fundamenteel in hun aanpak van materiaal manipulatie, wat gevolgen heeft voor hun toepassingen en resultaten.
| Aspect | Subtractieve productie | Additive Manufacturing |
|---|---|---|
| Proces | Verwijdert materiaal van een massief werkstuk via snijgereedschappen | Bouwt onderdelen laag voor laag op door materiaal toe te voegen |
| Apparatuur | Maakt gebruik van CNC-machines zoals freesmachines, draaibanken, boormachines en draaicentra. | Maakt gebruik van 3D-printers die worden aangestuurd door CAD-software (FDM, SLA, SLS, enz.). |
| Uitrustingskosten | Kleine CNC-machines voor werkplaatsen beginnen rond de $2,000. Geavanceerde werkplaatsmachines kosten tussen de $10,000 en $50,000, afhankelijk van het aantal assen, de functies, de afmetingen van het werkstuk en de benodigde gereedschappen. Industriële systemen kosten $50,000 tot $500,000 of meer. | Professionele desktop 3D-printers beginnen bij $3,500 voor kunststof. Industriële SLA/SLS-systemen variëren van $15,000 tot $100,000. Grote industriële metaalprinters beginnen bij $400,000 en meer. |
| Materiaalefficiëntie | Dit genereert materiaalafval doordat spanen en restjes worden verwijderd. | Minimaliseert afval door alleen het materiaal te gebruiken dat nodig is voor het onderdeel. |
| Materialen | Metalen (aluminium, staal, titanium, messing), harde thermoplasten, thermohardende kunststoffen, hout, schuim, composieten | Thermoplasten (PLA, ABS, nylon), fotopolymeerharsen, metaalpoeders, keramiek, composieten |
| Geometrische complexiteit | Beperkt tot geometrieën die toegankelijk zijn met snijgereedschap; moeilijk om interne kanalen of roosterstructuren te creëren. | Uitblinkt in complexe geometrieën, organische vormen, interne kanalen, roosterstructuren en assemblages als afzonderlijke onderdelen. |
| Precisie en afwerking | Bereikt hoge precisie (±0.001″), nauwe toleranties en uitstekende oppervlakteafwerkingen direct vanuit de bewerking. | Typische precisie ±0.1-0.5 mm; nabewerking (schuren, dampgladmaken, machinaal bewerken) kan nodig zijn voor een fijne oppervlakteafwerking. |
| Productie volume | Kosteneffectief en snel voor middelgrote tot grote productievolumes zodra de gereedschappen zijn ingesteld. | Ideaal voor kleine series, op maat gemaakte onderdelen, productie op aanvraag en prototypes. |
| Levertijd | Langere insteltijd voor gereedschap en opspaninrichtingen, maar snellere productie per onderdeel op grote schaal. | Minimale insteltijd; printtijd is afhankelijk van de grootte en complexiteit van het onderdeel; beter geschikt voor snelle prototyping. |
| Deelgrootte | Met industriële machines kunnen zeer grote onderdelen worden geproduceerd (enkele meters); de afmeting wordt beperkt door het machinebed. | Beperkt door het printvolume van de printer; doorgaans 200-400 mm voor desktopprinters, tot wel 1000 mm of meer voor industriële systemen. |
| Sterkte en eigenschappen | De onderdelen hebben een volledige materiaaldichtheid en sterkte; er zijn geen problemen met de hechting tussen de lagen; uitstekende mechanische eigenschappen. | De sterkte hangt af van de hechting tussen de lagen; kan anisotrope eigenschappen hebben (zwakker tussen de lagen); verbetert met geavanceerde materialen. |
| Trainingsvereisten | Kleine CNC-machines vereisen een bescheiden training voor de software, het instellen van de taak, het onderhoud, de bediening en de afwerking. Industriële subtractieve systemen vereisen gespecialiseerd personeel en een uitgebreide training. | Desktop 3D-printers zijn in principe direct gebruiksklaar, met minimale training voor het instellen, onderhouden en afwerken van het printproces. Industriële additive manufacturing-systemen vereisen gespecialiseerd personeel en uitgebreide training. |
| Faciliteitsvereisten | Kleine CNC-machines zijn geschikt voor werkplaatsen; industriële systemen vereisen een grotere, speciaal daarvoor bestemde ruimte met goede ventilatie en stroomvoorziening. | Desktopmachines zijn geschikt voor gebruik op kantoor of op een werkbank in een middelgrote ruimte; industriële 3D-printers vereisen vaak een aparte ruimte of een ruimte met klimaatregeling voor een stabiele temperatuur. |
| aanverwante apparatuur | Diverse gereedschappen zijn nodig; geavanceerde systemen automatiseren processen zoals gereedschapswisseling, spaanafvoer en -verwerking, en koelvloeistofbeheer. | Gereedschap en systemen voor reinigen, wassen, nabewerken, afwerken en het verwijderen van ondersteuningsstructuren, afhankelijk van het proces. |
| Oppervlaktebehandeling | Uitstekende oppervlakteafwerking na bewerking; Ra-waarde van 0.4-3.2 µm (16-125 µin) is haalbaar. | Zichtbare laaglijnen; typisch Ra 6-25 µm; vereist nabewerking voor een gladde afwerking. |
| Ontwerpflexibiliteit | Vereist dat rekening wordt gehouden met de toegankelijkheid van het gereedschap, de hellingshoek en de bewerkingsrichting. | Grote ontwerpvrijheid; minimale geometrische beperkingen; ideaal voor organische vormen. |
| Materieel afval | Doorgaans wordt 40-90% van het materiaal verwijderd; spanen kunnen vaak worden gerecycled. | 5-10% afval (steunmateriaal); poeder kan in sommige processen hergebruikt worden. |
| Beste toepassingen | Zeer nauwkeurige onderdelen, serieproductie, metalen componenten, nauwe toleranties, uitstekende oppervlakteafwerking | Complexe prototypes, op maat gemaakte onderdelen, productie in kleine series, snelle iteratie, geometrische complexiteit |
Proces en methodologie
Bij subtractieve productie zijn er materiaalverwijderingsprocessen betrokken, zoals frezen, draaien en boren, die worden uitgevoerd met behulp van CNC-bewerking.
Subtractieve productie is een zeer nauwkeurig en gedetailleerd proces. Het wordt aangestuurd door computergestuurde numerieke besturing en kan metalen, kunststof en composietwerkstukken verwerken.
Additieve productie is het tegenovergestelde van subtractieve productie. Additieve processen werken door materiaal langzaam laag voor laag te printen met behulp van 3D-printers.
Uitrusting en opstelling
Subtractieve processen maken gebruik van een 5-assige CNC-freesmachine en bewerkingsmachines om overtollig materiaal nauwkeurig te bewerken en het werkstuk te vormen. cyclustijd in CNC verbetert de algehele efficiëntie van de opstelling.
Bij additieve productie worden 3D-printers en CAD-modellen gebruikt om het werkstuk te creëren.
De 3D-printers kunnen variëren van desktopmachines tot grote industriële apparaten die onderdelen op grote schaal en met een hoge efficiëntie kunnen produceren.
Materiaal en afval
Subtractieve productie verwijdert materiaal en creëert afval, wat de kosten van edelmetalen onderdelen kan verhogen. Additieve productie daarentegen print het materiaal door een punt, wat de efficiëntie verhoogt.
Voor 3D-printen is ondersteuning van de componenten nodig om de juiste structuur te behouden en de print veilig te houden
Ontwerpflexibiliteit
Additieve productie is veelzijdig en kan eenvoudig complexe geometrieën creëren. Het wordt ondersteund door CAD, waardoor complexe ontwerpen zoals holle componenten mogelijk zijn, wat met subtractieve methoden niet mogelijk is.
Subtractieve productie beperkt zich tot gespecialiseerde gereedschappen en de mogelijkheden voor gereedschaps- en materiaalbewerking.
Probeer Prolean nu!
Wat zijn de voordelen van subtractieve productie?
Subtractieve productie biedt Verschillende voordelen ten opzichte van andere bewerkingsprocessen. Hieronder worden er enkele genoemd:
- Hoge precisie en toleranties: Subtractieve CNC-processen kunnen nauwe toleranties bereiken met consistente afwerkingen met behulp van 5-assige bewerking,
- Materiaal Veelzijdigheid: Met subtractieve productie kan een breed scala aan materialen worden verwerkt, van metalen en kunststoffen tot composieten, en is geschikt voor een groot aantal toepassingen.
- Gevestigde infrastructuur:In de meeste machinewerkplaatsen zijn gereedschappen voor subtractieve productie beschikbaar, die het resultaat zijn van tientallen jaren technologische ontwikkeling en vakkundige arbeidskrachten.
- Duurzaam:Onderdelen die via subtractieve processen worden geproduceerd, zijn vaak monolithisch en bieden daardoor een grotere sterkte dan sommige 3D-geprinte componenten.
Weet u niet zeker welk proces het beste bij uw project past? Vraag dan een gratis productiecheck aan. deskundige gids en optimaliseer uw ontwerp voor kosten en prestaties.
Wat zijn de voordelen van additieve productie?
Additieve productie biedt unieke voordelen die complementair zijn subtractief methoden:
- Complexe geometrieën: additieve processen maken het mogelijk om complexe ontwerpen te creëren, inclusief interne structuren en roosterpatronen, zonder dat er speciaal gereedschap nodig is.
- Rapid prototyping:Het 3D-printproces is snel en efficiënt, waardoor snelle verfijning en ontwikkeling mogelijk zijn. Zo kunnen eventuele gebreken worden geïdentificeerd voordat de massaproductie start.
- Materiaal Efficiëntie: Additieve productie produceert geen overtollig afvalmateriaal en gebruikt alleen het materiaal dat nodig is voor de productie van het werkstuk. Het produceert geen afval zoals subtractief materiaal.
- Maatwerk:Additieve productie is zeer aanpasbaar, waardoor het eenvoudig is om kleine volumes en gepersonaliseerde producten te produceren.
Prijs van additieve productie versus subtractieve productie
Het productiekosten of additief en subtractief processen Kan variëren afhankelijk van het materiaal en het type machine. De onderstaande tabel vergelijkt de belangrijkste kostenfactoren:
| Kostenfactor | Subtractieve productie | Additive Manufacturing |
| Uitrustingskosten | Hoge initiële kosten voor CNC-machines, freesmachines en draaibanken. | Van desktop 3D-printers (goedkoop) tot dure industriële machines; minder onderhoud. |
| Materiaalkosten | Hoger vanwege afval van materiaalverwijdering. | Minder materiaalverspilling; metaalpoeders kunnen duur zijn. |
| Arbeidskost | Vereist een bekwame CNC-machinist | Lagere arbeidskosten voor desktopsystemen |
| Productie volume | Rendabel voor bewerkingsprocessen met grote volumes. | Economischer voor kleine aantallen of op maat gemaakte onderdelen |
| Gereedschap en installatie | Vereist aangepaste armaturen en gereedschappen, wat de kosten verhoogt | Minimale gereedschapskosten |
| Nabewerking | Minimale nabewerking | Kan aanzienlijke nabewerking vereisen |
Subtractieve productie is duurder vanwege de noodzaak van CNC-machines en snijgereedschappen. Daarnaast produceert het afval, waarvoor speciaal gereedschap nodig is, wat de kosten exponentieel verhoogt bij het werken met metaal. Het is echter kosteneffectief voor productie in grote volumes.
Bij additieve productie ontstaat er geen materiaalverspilling, maar de materiaalkosten zijn wel hoger vanwege het gebruik van speciale polymeer- en metaalpoeders.
Het is betaalbaar en het meest geschikt voor kleinschalige serieproductie van componenten met complexe geometrieën. Klaar om te beginnen met produceren? Bestel een direct citaat voor uw projectbehoeften
Kiezen tussen additieve en subtractieve productie
Beide processen leveren zeer gedetailleerde werkstukken op die in verschillende toepassingen in verschillende industrieën worden gebruikt.
De keuze tussen additieve en subtractieve productie kan afhangen van het project en de materiaaleigenschappen
In sommige gevallen levert het combineren van additieve en subtractieve productie tot een hybride proces de beste oplossing op. Hiervoor zijn echter grondige projectevaluatie en beoordeling van het materiaalgedrag vereist.
Ontwerp en geometrische complexiteit
Het produceren van complexe geometrieën, zoals interne roosters en holle componenten, kan eenvoudig worden gemaakt met behulp van additieve productie. Deze geometrieën zijn onmogelijk te maken met subtractieve methoden.
Met subtractieve productie kunnen eenvoudige geometrieën met een hoge precisie worden geproduceerd, maar er kunnen geen interne geometrieën worden gemaakt vanwege problemen met de toegankelijkheid, omdat het gereedschap niet in het werkstuk kan lezen.
Materiaalvereisten
Subtractieve productie is veelzijdig en kan een breed scala aan materialen met hoge precisie en efficiëntie verwerken. Hierbij gaat het onder meer om metalen, kunststoffen en composieten in diverse processen zoals frezen en CNC-bewerking.
Bij additieve productie wordt gewerkt met kunststof- en polymeercomposieten, maar de sterkte van sommige 3D-geprinte onderdelen kan lager zijn dan die van bewerkte componenten.
Precisie en oppervlakteafwerking
Met subtractieve CNC-processen kunnen producten met nauwe toleranties en oppervlakteafwerkingen worden geproduceerd, wat ideaal is voor de lucht- en ruimtevaart- en medische industrie.
Additieve productie levert weliswaar een gladde afwerking op, maar vereist slijpen en frezen om het oppervlak te polijsten en nauwe toleranties te bereiken. Deze extra bewerking kan de kosten van het werkstuk verhogen.
Productievolume en schaalbaarheid
Beide processen zijn geschikt voor verschillende productieschalen. Subtractief De productie is goedkoper bij grote volumes en maakt gebruik van snelle bewerkingsprocessen voor efficiëntie.
Additieve productie is beter geschikt voor kleinschalige series die maatwerk en complexe geometrieën vereisen. Dit proces vereist geen dure gereedschappen, maar de kosten per eenheid zijn hoger, waardoor het alleen wordt aanbevolen voor productie in kleine aantallen.
Doorlooptijd en prototyping
Dankzij additieve productie worden de doorlooptijden voor prototyping aanzienlijk verkort, waardoor snelle iteraties en ontwerpvalidatie mogelijk zijn zonder dat er aangepaste hulpmiddelen nodig zijn.
Bij subtractieve productie kunnen weliswaar prototypes worden geproduceerd, maar de insteltijden zijn vaak langer vanwege de vereiste gereedschappen en programmering.
Kostenoverwegingen
De kosteneffectiviteit van elke productiemethode hangt af van de projectomvang. Subtractieve productie kan voordeliger zijn voor grote productieseries van standaardonderdelen, terwijl additieve productie voordelig is voor kleine series of complexe ontwerpen die de gereedschapskosten minimaliseren.
milieueffectrapportage
Als we de milieueffecten van beide processen bespreken, is additieve productie efficiënter en produceert het minder materiaalverspilling, wat leidt tot een kleinere ecologische voetafdruk. Per geproduceerd onderdeel verbruikt het echter wel meer energie.
Subtractieve productie is gebaseerd op het verwijderen van materiaal uit een massief blok om een onderdeel te vormen. Dit resulteert in een grote hoeveelheid afvalmateriaal, vooral bij de bewerking van metalen.
Fabrikanten moeten al deze factoren in overweging nemen om te beoordelen of additieve, subtractieve of hybride productie de beste keuze is voor hun project.
Over het algemeen is additieve productie een betere optie voor complexe productiekosten in een laag volume, terwijl subtractieve productie ideaal is voor de productie van precisiemetalen onderdelen in grote volumes.
Hybride productie: het combineren van additieve en subtractieve processen
De combinatie van additieve en subtractieve technologieën tot één naadloos proces staat bekend als hybride technologie.
Bij dit hybride proces wordt een 3D-printer gebruikt om onderdelen te printen met complexe ontwerpen en interne structuren, die vervolgens door CNC-bewerking worden verfijnd om nauwkeurige toleranties en oppervlakteafwerkingen te verkrijgen.
Dit proces staat ook bekend als additieve en subtractieve bewerking en wordt uitgevoerd met behulp van moderne productiesystemen die additieve en subtractieve productiegereedschappen combineren.
Wat is hybride productie?
Hybride productie is gebaseerd op het principe van de combinatie van zowel additieve fabricage als subtractieve CNC-bewerkingen. Een 3D-geprint onderdeel kan op een CNC-freesmachine worden afgewerkt om een nauwkeurige tolerantie en een hoogwaardige afwerking te bereiken.
Door de combinatie van deze processen wordt er minder materiaal verspild en kunt u onderdelen met een complex ontwerp maken.
Hybride productie is eenvoudig geworden met direct beschikbare producten die variëren van desktopmachines tot grote industriële apparatuur.
Kan hybride productie worden toegepast op metalen en kunststoffen?
Ja, hybride productie werkt met zowel metalen als kunststoffen en combineert 3D-printen met CNC-bewerking om een breed scala aan materialen te verwerken.
Metalen die worden gebruikt bij hybride productie:
Hybride productieprocessen maken gebruik van gangbare metalen, waaronder aluminiumlegeringen, roestvrij staal (304, 316L), titanium (Ti-6Al-4V), gereedschapsstaal, Inconel en kobalt-chroom. De workflow omvat doorgaans 3D-printen van metaal via poederbedfusie of gerichte energieafzetting, gevolgd door CNC-bewerking om toleranties van ±0.001 inch en oppervlakteafwerkingen van Ra 0.8-3.2 µm te bereiken.
Kunststoffen die worden gebruikt bij hybride productie:
Voor kunststoffen verwerken hybride systemen technische thermoplasten zoals ABS, nylon (PA12), PEEK, Ultem, polycarbonaat en koolstofvezelcomposieten. Onderdelen worden eerst 3D-geprint met behulp van FDM of SLS en vervolgens CNC-gefreesd voor maatnauwkeurigheid, schroefdraad en gladde aansluitvlakken.
Belangrijkste voordelen per materiaalsoort:
Bij metalen vermindert hybride productie de materiaalverspilling met 60-80% in vergelijking met traditionele bewerking uit massieve blokken, terwijl tegelijkertijd complexe interne structuren zoals conforme koelkanalen worden gecreëerd. Bij kunststoffen combineert het proces organische 3D-geprinte geometrieën met nauwkeurig bewerkte bevestigingselementen en interfaces met nauwe toleranties.
toepassingen:
Metaalhybride productie wordt gebruikt voor turbineonderdelen in de lucht- en ruimtevaart, medische implantaten, gereedschappen met conforme koeling en prestatieonderdelen voor de auto-industrie. Kunststofhybride productie wordt ingezet voor functionele prototyping, op maat gemaakte eindproducten, mallen en hulpstukken, en componenten voor kleine series.
Zowel metalen als kunststoffen profiteren van de mogelijkheid van hybride productie om de geometrische vrijheid van additieve processen te combineren met de precisie en oppervlaktekwaliteit van subtractieve bewerking.
Toepassingen van additieve en subtractieve productie
Additief en subtractief productie bedienen uiteenlopende industrieën, elk met hun eigen unieke capaciteiten:
- LUCHT- EN RUIMTEVAART:Subtractieve productie wordt gebruikt voor nauwkeurige metalen onderdelen, terwijl additieve productie lichte, complexe onderdelen produceert, zoals brandstofsproeiers.
- Automobielsector:CNC-machines maken duurzame motoronderdelen, terwijl 3D-printers prototypes van aangepaste onderdelen maken en lichtgewicht constructies produceren.
- MEDISCHE:Additieve productie maakt op maat gemaakte implantaten en protheses mogelijk, terwijl subtractieve processen zorgen voor precisie in chirurgische instrumenten.
- Consumer Products:Desktop-tools voor additieve en subtractieve productie ondersteunen rapid prototyping en de productie van kleine series consumptiegoederen.
Conclusie
Additieve en subtractieve productie zijn de meestgebruikte moderne productieprocessen en bieden voordelen voor verschillende toepassingen in uiteenlopende sectoren.
Subtractieve productie kent een hoge precisie en veelzijdigheid in materialen, gecombineerd met een reeds gevestigde industrie die ideaal is voor de productie van grote volumes metaal- en composietonderdelen.
Additieve productie is ideaal voor het creëren van complexe geometrieën en op maat gemaakte onderdelen met minimale verspilling. Hybride productie combineert additieve en subtractieve processen voor een optimale aanpak voor het maken van onderdelen op basis van 3D-modelgegevens.
Het proces van het kiezen tussen additieve en subtractieve productie, of het integreren van deze twee in een hybride proces, is een ingewikkeld proces dat een beoordeling van de materiaaleigenschappen, het ontwerp en het productievolume vereist.
Hoge precisie CNC-bewerkingsservices at Prolean-Tech
Bij Prolean-tech bieden we diensten aan op het gebied van subtractieve bewerking en additieve productie. Bovendien biedt Prolean-tech tientallen jaren technische ervaring die leidt tot bewerkingsoplossingen in elke productiefase.
Verzoek om een gratis offerte Bestel vandaag nog en ontvang productieondersteuning van ons team.
0 reacties