Hybrid Manufacturing을 위한 Cam Strategies에 3d 프린팅의 영향

3D 프린팅의 통합은 컴퓨터 보조 제조(CAM) 전략에 대한 근본적으로 어떻게 회사 접근 방식의 형성을 가지고 있습니다. 하이브리드 제조로서, 첨가제 및 미분성 공정의 융합으로 항공 우주, 의료, 자동차 분야의 견인을 통해 CAM 워크플로우는 층적 증착과 정밀 재료 제거를 통해 이동의 복잡성을 처리해야 합니다. 이 문서는 CAM 전략, 도구 및 기술에 대한 3D 프린팅의 특정 영향을 조사하고 하이브리드 제조를 가능하게 하고, 도전을 유지하고 있습니다.

Hybrid Manufacturing 이해: 부품의 합계보다 더 많은

하이브리드 제조는 CNC 가공, 연삭, EDM과 같은 하위 트리액티브 프로세스를 결합합니다. 핵심 원칙은 복잡한 내부 기능으로 가까운 ‐net 모양을 만들고, 그 후 긴 수명을 완료하고 가공을 통해 단단한 공차를 달성하는 3D 프린팅의 디자인 자유를 활용하기 위한 것입니다. 이 접근 방식은 전용 툴링에 필요한 제거, 재료 폐기물을 줄이고, 복잡한 부품의 단축 리드 타임을 감소시킵니다.

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CAM 전략에서 3D 프린팅 드라이브 변경

1. 혼합 공정에 적합한 Toolpath 발생

전통적인 CAM 소프트웨어는 단일 subtractive 프로세스에 대한 도구 동정을 생성합니다. 절삭 공구는 고체 블록에서 재료를 제거합니다. 하이브리드 제조로 CAM 시스템은 재료 층별 ‐ 레이어를 구축하기 위해 인쇄 헤드를 직접하는 경로를 생산해야하며 표면 마무리를위한 밀링 도구로 전환해야합니다. 이것은 부분의 진화 기하학을 이해하는 적응 형 도구 방향 알고리즘을 필요로하며 오버행 각도, 지원 구조 및 인쇄 재료의 기계적 특성을 조정할 수 있습니다.

Autodesk Fusion 360과 ]Mastercam additive]는 이제 전용 하이브리드 모듈을 제공합니다. 이 시스템은 첨가제(내부 lattices, 얇은 벽) 및 subtractive(flat surfaces, bores, thread)에 가장 적합한 영역으로 구성된 영역으로 구성된 영역으로 구분합니다. CAM 소프트웨어는 그 후 작업, 종종 상호 작용 및 하위 설정으로 단일 설정에서 단일 설정으로 구분하여 단일 설정으로 구분합니다.

2. 공정 계획: 동기화 시간 및 온도

CAM 전략에 3D 프린팅의 가장 큰 영향 중 하나는 진정한 공정 계획을위한 필요입니다. 하이브리드 제조에서 부품의 열 역사는 직접 최종 정확도에 영향을줍니다. 각 층은 증착되어 열팽창이 나중에 가공 패스가 정확해야 할 응력을 일으킬 수 있습니다. CAM 전략은 이제 열 왜곡을 예측하고 자동으로 냉각을위한 첨가제 패스 또는 삽입 거시기를 조정하는 시뮬레이션을 통합합니다.

예를 들어, 직접 에너지 증착 (DED) 하이브리드에서 CAM 시스템은 대량 모양을 구축하기 위해 더 높은 증착률을 가진 거친 패스를 계획 할 수 있으며 정확도를 낮추는 마무리 패스로 이어질 수 있습니다. 이 세큐싱은 재료의 고형 행동과 기계의 냉각 용량으로 구동됩니다. 고급 CAM 도구는 마모 도구 또는 다이스에 대한 "재선 전략"을 생성 할 수 있으며, 소프트웨어가 착용 영역을 식별하고, 기존의 볼륨을 추가하고 새로운 볼륨을 생성 할 수 있습니다.

3. Hybrid Builds를 위한 Topology 최적화

Topology 최적화는 첨가제 제조에 대한 설계에서 오랫동안 사용되었지만 CAM 전략에 통합은 하이브리드 프로세스에 대한 새로운 가능성을 열어 왔습니다. 두 강도와 재료 효율을 위해 부품 내부 구조를 최적화함으로써 CAM 시스템은 최소 가공이 필요한 가까운 네트워크 모양을 만들 수 있습니다. 그러나 topology-optimized 디자인은 종종 유기적이고 맞춤 작업 보정없이 고정 또는 기계에 도전하는 자유형 지오메트리를 특징으로합니다.

CAM 전략은 이제 도구 접근성, 도구 길이 및 후속 작업을위한 다단점을 찾습니다 "machining-aware topology 최적화"를 포함합니다. 이것은 표준 엔드 밀과 완료하는 것이 아니라 더 가볍지 않다는 것을 디자인하는 것입니다. CAM 소프트웨어는 그 다음 설정 시간을 단축하기 위해 두 배의 지원 구조를 생성합니다.

3D 프린팅의 핵심 장점은 CAM 전략을 도입했습니다.

재폐:재활처리공정재만 필요한 곳에, CAM전략은 여러 부품에 묶어 폐기물을 최소화하거나 가변층 높이를 사용하여 더 최소화할 수 있습니다.
Shorter 리드 타임: 금형 툴링을 제거하고 설정의 수를 줄이면 낮은 볼륨 부품의 주일에서 생산 시간을 압축할 수 있습니다.
Enhanced design Freedom: Complex 내부 냉각 채널, 적합 격자 구조, 유기 모양은 과도한 기계로 가공 통행 없이 manufacturable 됩니다.
Repair와 remanufacturing 기능:] Hybrid CAM 전략은 터빈 블레이드, 사출 금형, 다이캐스팅과 같은 고가치 구성품의 직접 수리를 가능하게 하고, 서비스 수명을 연장합니다.

Hybrid CAM 전략 구현에 대한 도전

약속에도 불구하고, CAM 워크플로우로 3D 프린팅을 통합하는 것은 장애물이 없지 않습니다. 다음은 제조업체에 직면하는 가장 중요한 과제입니다.

소프트웨어 상호 운용성 및 데이터 교환

하이브리드 제조는 CAD, CAM 및 첨가제 빌드 프로세서 간의 데이터 원활한 교환을 요구합니다. STEP-NC와 같은 표준은 여전히 독점적 인 형식에 의존합니다. CAM 시스템은 기존 G-code와 함께 Voxel 기반 또는 레이어 기반 빌드 파일을 가져야하며, 이는 형상화의 오류 또는 손실에 이어질 수 있습니다. ] ASTM ISO / ASTM 52941 표준과 같은 노력은 첨가제 제조 데이터 교환]]를 위해 표준을 준수하지만 여전히 상호 작용을 개선하는 것이 좋습니다.

공정 동기화 복잡성

이 기계는 일반적으로, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형의 다른 유형의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형에 의해, 이 기계의 다른 유형의 다른 유형

물자 제한

모든 재료는 동일한 성공으로 인쇄되고 가공 될 수 없습니다. Inconel 및 티타늄과 같은 고성능 합금은 가공 중에 경화를하기 위해 열심히 작동하기 위해 머리말을 붙이고 인쇄 매개 변수는 부수기를 피하기 위해 신중하게 제어되어야합니다. 다른 끝에서 폴리머 및 복합 재료는 녹 또는 파열을 방지하기 위해 다른 가공 속도와 툴링이 필요할 수 있습니다. CAM 전략은 권장 속도, 피드 및 첨가제 및 하위 활성 단계의 각 조합에 대한 높이 레이어를 제공하는 광범위한 재료 데이터베이스가 필요합니다.

Hybrid Manufacturing을 위한 CAM 전략의 미래

앞서보고, 여러 추세는 3D 프린팅의 상황에 더 많은 CAM 전략을 다시 만들 것입니다 :

AI-Driven Toolpath Optimization: Machine Learning은 최적의 툴경우를 예측하기 위해 과거 인쇄 및 기계 사이클을 분석할 수 있으며, 평가판 및 오류를 줄입니다. 자동적으로 부품 형상, 재료 및 사용 가능한 도구에 따라 하이브리드 전략을 제안하는 CAM 시스템을 기대합니다.
]인-프로젝션 모니터링 및 휴관일부 제어:저장 센서(열성 카메라, 음향 방출, 힘 센서)는 CAM 소프트웨어로 실시간 데이터를 공급하며, 중간 인쇄 조정을 레이어 두께, 공급, 가공 깊이에 공급합니다. 이 하이브리드 프로세스는 생산 환경에 더 강력한 작업을 할 것입니다.
Multi-Material 및 Functionally Graded Parts:] CAM 전략은 여러 재료의 동시 증착을 처리해야 합니다 (예: 덕트 코어를 가진 단단한 외부 포탄) 그리고 그 후에 기계 전환은 점차적인 영역에 대한. 이것은 기능적으로 급료 장식새김 및 주문 임플란트를 위한 avenues를 엽니다.
]Dributed Manufacturing을 위한 Cloud-Based 협업:] Hybrid CAM 파일은 크고 복잡합니다. Cloud 플랫폼은 원격 팀을 사용하여 도구 경로 시뮬레이션 및 최적화, 최고의 관행을 공유하고, 심지어 공급 체인의 하이브리드 방법을 채택하는 실시간 기계 데이터와 디지털 트윈을 공급합니다.

이 기술 성숙한으로, 하이브리드 제조에 대한 진입 장벽이 떨어지게됩니다. 이미, DMG MORI, Mazak 및 Matsuura와 같은 장비 제조업체는 R & D를 낮은 볼륨 생산으로 넘어 채택 된 통합 첨가제 보조 기계를 제공합니다. CAM 소프트웨어 공급 업체는 세계의 양을 이해하는 전용 모듈을 구축하여 응답합니다.