制造业依靠两种方法从原材料制造零件： 加法和减法. 根据要求和工件材料，这两种技术各有其重要性。 两者之间的主要区别在于小麦的加工过程涉及去除材料或不从原材料中形成所需的形状。

减材制造不断地从外表面去除材料，直到将其转化为所需的形状。 相比之下，增材方法通过添加材料层来创建所需的形状。

本文将全面详细介绍 减材和增材制造技术、它们的优点、缺点、比较等等。

什么是减材制造？

这是一种通过从工件上去除材料来制造适合不同应用的功能部件的制造技术。 材料去除过程涉及加工工具和设备，例如 铣刀、铣刀、钻头、车床、数控机床、电火花加工机床、 还有很多。

减材制造工艺

减材制造方法自人类文明初期就已存在。 在进化的早期阶段，人类使用这种方法来创造狩猎工具、艺术品和其他物品。

在现代制造业中，减材制造发挥着重要作用。 一些电器、机械系统、工具、艺术品、医疗植入物、航空航天零件、火箭零件、国防系统和其他行业的零件都使用减材制造工艺。

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减材制造的类型

有多种去除材料以生成零件的方法。 这些技术各有优点、缺点、材料选择和应用。 让我们分别快速回顾一下它们。

1.数控加工

数控机床

CNC（计算机数控）加工是广泛用于创建 3D 物体的减材制造方法。 自 1950 年发明以来，它一直作为一项杰出的制造技术而闻名（Oyoun，2020）。 它在制造业革命中发挥着重要作用。 如果我们谈论自动化，CNC 是领先的技术，可以使用 3D 模型和数字指令创建精密零件。

各种数控加工操作都遵循减材方法，几乎​​可以用每种材料制造精密零件。

• 数控铣床

传统数控铣削 涉及旋转刀具和固定工件，而现代铣床可以旋转工件和加工刀具。 它通过送入旋转工具从工件上去除材料，反之亦然。 工具的多轴运动消除了材料，并通过计算机控制指示工具的运动，根据上传的 3D 模型创建精确的形状。

• 数控路由

数控路由 是另一种减材制造技术，它从工件上去除材料，将其加工成所需的形状。 数控铣床负责铣削操作，这与铣削类似，但材料浪费更少，并且可以产生更精确和更复杂的设计。

• 数控车削

在数控车削中，刀具被送入旋转的圆柱形工件中。 在车削过程中，工件表面的材料被送入刀具中去除，以产生所需的几何形状。 数控车削还涉及使用计算机软件控制去除过程。

2.放电法

该技术使用电弧从工件上切除材料并将其塑造成所需的形状。 放电方法适用于硬金属。 数控电火花机在制造业中很受欢迎，它可以通过计算机控制对材料进行精确切割和雕刻。

3、激光切割

激光切割是用高强度激光束切割工件的过程。 激光束撞击切割位置并借助高温将工件分开。 然而，它不仅仅适用于分割工件。 激光束可以雕刻、钻孔、标记和焊接材料。

4. 水射流切割

这个 水刀切割 该技术涉及使用高压水射流对原材料进行线切割。 其基础是水侵蚀的想法。 当高速水射流接触表面时，就会发生材料去除。

减材制造的优点

精度是减材制造方法的主要优势； 它允许通过材料去除来制造零件，公差低至 0.005mm.

以下是其他主要优势；

• 它与几乎所有材料兼容，金属、合金、木材、塑料、复合材料、陶瓷等。
• 减材方法留下光滑的表面光洁度。
• 该工艺过程快速，适合大批量生产。
• 减材制造几乎可以创建所有特征、孔、雕刻、螺纹等。
• 对于批量生产来说具有成本效益。
• 它可以创建具有高度尺寸精度的复杂形状。

减材制造的缺点

材料浪费是减材制造的根本缺点，因为它使用材料去除来生成所需的形状。

以下是其他主要缺点；

• 材料密度无法控制，完全取决于原材料的成分（George Belgiu，2021）。

• 安装成本高，因为每次操作都需要不同的设备设置。
• It 可能会很混乱，因为创建一个形状可能需要很多步骤.

什么是增材制造？

增材制造方法涉及通过添加或连接材料来创建 3D 物体，其中材料可以是粉末、层、线、片或液体。

3D打印工艺

它也是一种已经存在了几个世纪的高效制造工艺。 在文明之初，增材制造被用来制造各种泥浆产品。

它已发展成为现代制造业中称为 3D 打印的自动化程序。 它与当前场景中的多种材料选择兼容，例如金属、合金、热塑性塑料、复合材料等等。 汽车、石油、天然气和能源等不同行业都利用这种技术来制造零件和设备。

增材制造的类型

增材制造技术

与减材制造方法一样，它也有各种不同的技术，通过添加不同形式的材料来创建 3D 对象。

1. 定向能量沉积（DED）

它使用金属丝或粉末作为原材料并粘合以制造功能部件和产品。 粉末或线材通过不同形式的能量（典型的是激光）熔化，并在熔化阶段置于构建平台上。 然后，凝固形成所需的形状。

2。 活页夹喷射

粘合剂喷射技术利用颗粒状原材料（金属、沙子和陶瓷）。 原料的粒状结构进入粉末床，通过反复沉积的粘附形成所需的形状。

3、挤压法

该工艺利用熔化的材料来制造零件。 它使用打印机，涉及多层粘合。 通常，线材形式的原材料经过喷嘴，喷嘴尖端熔化材料并传送到构建平台。

4.其他方法

还有其他几种增材制造方法：片材层压、粉末床熔融、VAT 光聚合、材料喷射等。

增材制造的优点

由于增材制造涉及添加材料而不是移除材料来创建几何形状，因此材料浪费是根本优势。 不浪费原材料 在这个过程中。

以下是其他主要优势；

• 从设计到创建物理零件是一个快速的过程。
• 通过增材制造方法可以创建复杂的形状，并提供设计灵活性。
• 快速原型开发具有成本效益
• 通过增材制造方法可以更有效地实现可重复性。
• 在大批量生产中保持尺寸一致性。
• 材料密度可以轻松控制。
• 由于材料浪费可以忽略不计，因此更加环保。

增材制造的缺点

• 增材制造导致表面光洁度较差。
• 它不适合大规模生产。
• 增材制造的材料选择较少。
• 它会导致机械和物理性能下降。

不同方面的比较

为您的项目选择制造方法可能很棘手，因为这两种方法都有不同的优点和缺点。 那么，我们就从各个方面来比较一下吧。

结语

减材制造工艺和增材制造工艺是制造业中两种重要的方法。 这两种方法在不同情况下各有优缺点。 然而，减材法更可靠，因为它更先进、更精确、更具成本效益，并且适用于各个行业。

ProleanTech 提供专业、精确的减材制造服务，包括 数控加工, 激光切割, 水刀切割, 线切割和 放电加工。 我们拥有尖端技术和专家工程师来满足您的期望。 因此，请将您的设计发送给我们，并在几天内将零件送到您家门口。

常见问题

减法和加法哪种方法更流行？

减材制造比增材制造更受欢迎。 由于增材技术仍在发展，减材技术是更先进的技术。 最好使用减法。 然而，某些热塑性塑料的原型开发使用添加剂可以更有效。

有哪些标准减材制造技术？

数控加工、激光切割、水射流切割、放电加工和线切割是一些标准的减材制造技术。

哪个更精准、性价比更高？

减法法更加精确且更具成本效益。 它可以保持低至0.025mm的公差。

参考书目

1. 乔治·贝尔吉，康涅狄格州 (2021)。 选择减材制造技术与增材制造技术进行聚合物产品的快速原型制作。 研究之门.
2. 奥尤恩，L.（2020）。 计算机数控。 研究之门.