F used Deposition Modeling

F usedlasyon modelleme (FDM), ısıtılmış bir nozul ile tabakayı inşa eden bir katkıdır. Malzeme, beton, beton ve beton gibi karmaşık yüzeyler için kullanılan betonlar ve yüksek çözünürlükte, betonlar için kullanılan betonlar ve yüksek çözünürlükte bulunan yüzeyler için, yüksek çözünürlükte bulunan ve betonlar için, betonlar ve betonlar ile sabit parçalara kadar uzanan birçok malzemeye sahiptir.

CNC İşlemenin Anlanması

Bilgisayar Numerical Control (CNC) işleme, yüksek hassasiyet, sıkı toleransları (örneğin, betonarme, çelik, titanyum) ile çok karmaşık parçalar oluşturmak için sağlam bir beton kaplama ile malzeme çıkarmak için bir kaplama işlemidir. CNC makineleri, yüksek hassas işlemlerinin aksine, betonlar için baskılar ve karmaşık iç geometriler için de uygundur.

Hybrid Manufacturing Workflow

FDM ve CNC'yi birleştiren Hibrit üretim, bir eşdeğer veya iteratif bir iş akışına sahiptir. Belirli adımlar geometriye, materyale ve kalite gereksinimlerine bağlıdır. Aşağıda tipik bir üç adım süreci vardır.

Adım 1: FDM Printing

Part geometrisi CAD yazılımında tasarlanmıştır, sonra bir STL dosyası olarak ihraç edilir ve dilimleyici yazılım aracılığıyla işlenir (örneğin, Cura, PrusaSlicer, Simplify3D). Üst tabaka gibi yazdırılmış bir delik (tipik olarak 0.1-0.3 mm), dolum yoğunluğunda ve destek yapıları optimize edilir.FDM yazıcısı, sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık makineli malzemelerle birlikte, daha sonra makineli olacak şekilde baskılanmış yüzeylere izin verir.

2. Adım 2: Post-Processing and Muayene

Baskıdan sonra, destek yapıları kaldırıldı - ya da basitleştirilmiş desteklerle (örneğin PVA veya HIPS) baskılı kısım daha sonra kusurları, boyutsal doğruluk ve yüzey koşulu için incelenir.Politika veya Ultem gibi yüksek sıcaklık termoplastikleri rahatlatmak için eklenebilir.Bu aşamada, çoğunlukla CNC makinesi kullanarak özel bir fikstür veya yumuşak çeneler için yerleştirilir.

Adım 3: CNC İşleme Operasyonları

FDM kısmı CNC değirmen veya yönlendiricide monte edilir. Dış profillerde sıkı toleranslar elde etmek, besleme oranı ve kesme derinliği, plastik malzemeler için kırılmak veya şişirmek için ayarlanmalıdır.Seksletici işlemleri (konuşturma yüzeyler), çok yönlü yüzeylere karşı sıkı toleranslar elde etmek ( dış profillere sıkı toleranslar elde etmek), sondaj ve sıkıcı delikler (önemli delikler için) ve 3Dburlu havalar için sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılır.

CNC ile Combining FDM'nin Anahtar Faydaları

Maliyet Verimliliği

FDM karmaşık şekiller üretmek için düşük maliyetli bir süreçtir, özellikle küçük toplu atıklar için minimum düzeydedir.FDM'yi yakın bir blok oluşturmak için kullanarak - 30-50% daha az malzeme maliyeti ve% 40-70 daha az makineli zaman makinesine kadar yazdırın.

Tasarım Flexability

FDM, CNC için pratik olmayan tasarım özelliklerini tek başına sağlar: İç soğutma kanalları, ağırlık azaltımı için lattice yapıları, ergonomik iş konsülleri ve karmaşık organik şekiller. CNC sonra hassas delik yerlerini, düzgün yalıtım yüzeylerini, iplikleri ekliyor ve sıkı bir şekilde uyum sağlar.Bu kombinasyon, mühendislere hem karmaşık hem de işlevsel olan parçaları tasarlamasını sağlar.

Zaman Tasarrufları Zaman Tasarrufları

Hibrit üretim, özel kalıplar, fikstürler veya karmaşık parçalar için uzun CNC programlama ihtiyacını ortadan kaldırarak zaman azaltır. FDM bir gecede bir parça üretebilir ve CNC bitirme saatlerce tamamlanabilir.For iterative prototip döngüleri için, test etmek ve toleranslar geliştirmek için hızlı bir şekilde makineli bir parçaya sahip olmak için.Bir dükkandan haftalar beklemek için karşılaştırıldığında, karma günlerce teslim edilebilir.

Geliştirilmiş doğruluk ve Yüzey İşleme

FDM parçaları genellikle 3 ila 15 μm Ra arasında yüzeysel kabalığı vardır, tabaka yüksekliğine ve materyaline bağlı olarak. CNC işleme, 1 μm Ra'nin altına kadar sertliği azaltabilir, plastiklerde sonlandırır.

Hibrit İmalat için Malzemeler

Tüm FDM malzemeleri daha sonraki CNC işleme için uygun değildir. İdeal malzeme, kesme sırasında boyutsal stabiliteyi tutmak için yeterince katıdır, iyi ısı stabilitesi (düşük ısı altında ürpertici), ve hibrid akışlar için aşırı derecede aşındırıcı olmayan toz üretemez. Ortak mühendislik termoplastikleri içerir:

  • [FONT:0)P Polikarbonat (PC): [Dönetici: İyi bir sertlik, etki direnci ve machinability. Konutlar, jigs ve fonksiyonel prototipler için kullanılır.
  • [FONT:0]Ultem (PEI): [DÜDÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜŞÜNÜ) Yüksek ısı direnişi (217°C'ye kadar), alev gecikmeli ve mükemmel mekanik güç. Havacılık ve tıbbi uygulamalarda Popüler, keskin aletler ve orta beslemeler gerektirir.
  • [FONT:0]Nylon (PA): [Dönetici: 1) Sert ve aşınmaya dayanıklı, ancak hiposkopik olabilir ve doğru yağ ile iyi şekilde savaşmaya eğilimlidir.
  • [FONT:0)PETG: [DÜDÜT:1] PLA, iyi kimyasal direnç ve makineye kolay. Genellikle paketleme ve görüntü parçaları için kullanılır.
  • [FONT:0)ABS: [DÜDÜT:1] Low maliyet ve baskı yapmak için kolay olabilir, ancak pre-print buharı, porselenleri azaltmak için işlemeden önce düzgün bir şekilde sıkıştırabilir.
  • [FONT:0)PEEK: [Dönetici:0] Yüksek performanslı mühendislik plastikleri mükemmel mekanik ve kimyasal özellikleri ile daha pahalı ama tıbbi implantlarda ve havacılıkta giderek daha fazla kullanılan.

Malzeme seçimi FDM tedarikçi ve CNC süreci arasındaki uyumluluk göz önünde bulundurmalıdır. Uygun hızları, beslemeleri ve araç kaplamalarını belirlemek için örnek kuponları yerine getirmeleri tavsiye edilir.END:0)Stratasys, FDM materyallerine kapsamlı bir kılavuz sunar).

Hybrid Parçalar için tasarım göz önünde bulundurun

FDM+CNC entegrasyonunun faydalarını maksimize etmek için, bu tasarım yönergeleri takip edin:

  • [FONT:0) Kombinasyon ücretleri için plan:[Dönetici:[Dönetici:0) Kombinasyon ücreti için 0,2 mm ekstra malzeme ekleyecek. Bu, FDM sürecindeki hataları telafi eder ve temiz para stok sağlar.
  • [FONT:0)Zizsiz duvarlardan yoksundur: FDM tabakalı adhesion ile baskı yapar; ince duvarlar ( 1.5 mm'den fazla) makineli tasarım duvarları sırasında kırılabilir veya en az 2-3 mm kalın veya onları kaburga ile güçlendirebilir.
  • [FONT:0)Dokuzları ve chamfers:[DÜT:1) Sharp iç köşeleri FDM baskılarında zayıftır ve kesme sırasında stres konsantrasyonlarına neden olabilir.
  • [FONT:0)Consider Fixturing:[Dönemli bölüm güvenli bir şekilde monte edilmelidir.Bir vise veya vakum makinesinde kullanılabilecek tasarım düzleri veya referans yüzeyler.Eksiyondan sonra kaldırılabilir delikler veya sekmeler ekleyin.
  • [FONT:0)Orient for power:[Dönetici: FDM parçaları bir izotropiktir: güç Z-kırık (kırıklar arasında) daha düşükdür.
  • [FONT:0) Stabilite için doldurulması:[Dönetici:0) Makineli bölgeler için% 100'ü dolduracak bölgeler için dolum veya vibrate azaltılabilir, zayıf yüzey bitirmek veya araç molası için yol açabilir.
  • [FONT=0)Post-print stres rahatlaması: Annealing the FDM part (e.g., ısıtma için 80-120°C PC veya ABS) iç stresleri rahatlatabilir, işlem sırasında savaşmayı ve boyutsal istikrarı artırabilir.

[FONT:0)Protolabs, bu noktalarda genişleyen hibrid üretim için ayrıntılı bir tasarım genel bakış sunar.

Common Applications

Havacılık Uzay Uzay Uzay Uzay

Havacılıkta, ağırlık ve performans kritiktir. Hybrid üretim, beton, iç paneller ve prototip aracılık için kullanılır. FDM hafif lattice yapıları ve karmaşık aerodinamik konsüsü sağlarken, CNC, o montaj delikleri, flanges ve mat yüzeyleri karşılamak için kullanılır ve Boeing ve Airbus gibi şirketler, yapı dışı parçalar için hibrit yaklaşımlara sahiptir, faturaları% 60'a kadar geleneksel CNC'ye kıyasla% 9085'e kadar uzanır.

Otomotiv Otomotiv Otomotiv Otomotiv

Otomotiv üreticileri, düşük hacimli özel parçaların üretimi, yedek parçaları ve prototip motor parçaları için hibrit üretim kullanır.Intake manifoldlar, hava alımı dükleri ve sensör konutları genellikle üretilir.Additive Manufacturing Media has vurguladı ve sonra makineli kritik arayüzler geliştirmeyi hızlandırır[Döneticileri, egzoz ısı kalkanları ve aerodinamik bileşenler FDM-printed hologramlar veya PEEK’den %50'ye kadar maliyetleri azaltılır.)

Tıbbi Cihazlar

Hibrit üretim, tıbbi endüstriye özel cerrahi kılavuzlar, prosthetics ve ortopedik implantlar için hizmet eder. FDM, CT taramalarına dayanan anatomik modeller ve özel şekiller üretebilir; CNC sonra, hassas bir hizalama özellikleri, vida delikleri ve özellikle de küçük ücretli bir FDM gibi malzemeler için güvenlidir.

Alet ve Fixtures

Fabrika zeminleri, iş parçalarıyla uyumlu olarak, montaj süresini artırmak ve tekrarlanabilirliği artırmak için özel jigs, fikstürlere ve ölçümlere güvenmek için hızlı bir yol sunar.FDM+CNC, tam olarak parçalara sahip olan ergonomik, hafif bir araç oluşturmak için hızlı bir şekilde tasarlanmıştır.Bir baskılı fikstür, iş parçasıyla uyumlu hale getirmek için anahtar iletişim noktalarında makinelenebilir.

Meydanlar ve Sınırlar

Avantajlarına rağmen, hibrit FDM+CNC üretimi yönetilmelidir:

  • [FONT:0) ⁇ etkiler: [DÜDÜDÜT:1] FDM parçaları, kesmeden ısı tasarrufu nedeniyle işlem sırasında savaşabilir veya küçülebilir. keskin aletler kullanarak, uygun beslemeler ve aralıklı kesintiler yardımcı olur, ancak büyük ince duvarlar özellikle de bozulmaya eğilimlidir.
  • [[Malzeme:0)Maliye uyumluluk:[DDDD baskı filamentleri işleme için tasarlanmıştır - kontrol üreticisi önerileri.
  • [FONT:0]Surface porosity:[Dönetici: FDM parçaları, özellikle yüzeyin yakınında işlenmiş ve özellikle de baskıya maruz kalan küçük boşluklara veya tabaka boşluklarına sahip olabilir.
  • [FONT=0)Dönetici:[Dönetici:[Dönetici:0)) Sabitleme karmaşıklığı:[Dönetici:[Dönetici:0)) Bir FDM parçası, özel yumuşak çeneler, vakum fikstürleri veya yapıştırıcı montajları gerektirdiğini, programlama zamanı için güvenli bir şekilde sipariş edebilir.
  • [FONT:0)Process entegrasyonu:[Dönetici:[Dönetici:0) Cihazın içinden CNC'ye kadar uzanan bölümün bir şekilde taşınması, dikkatli bir çalışma tasarımı ve genellikle bir kayıt sistemi (örneğin, dowel pins veya bütün baraj özellikleri).

Bu zorlukların çoğu zaman hem katkı hem de çıkarma alanlarını anlayan deneyimli süreç mühendislerine düşer. Otomasyon ve yazılım araçları geliştirirken, engeller daha düşük.

FDM ve CNC'nin yakınlığı birkaç ortaya çıkan trendle gelişiyor:

  • [FONT:0) Çok eksenli CNC entegrasyonu:[Dönetici:[Dönetici:0) 5 eksenli CNC makineleri, karmaşık yüzeylerin tek bir kurulumda işlenmesine izin verir, hataları azaltır ve daha organik şekilleri sağlar. FDM ile birlikte, bu gerçekten karma parçalara karmaşık iç ve dış özellikler sağlar.
  • [FONT:0]In-processing and adaptive processing:) On-makulluk bir kısmını ölçebilir ve otomatik olarak CNC araçla savaş sayfa veya küçülme için telafi etmeyi seçebilir.Bu kapalı-loop kontrolü ilk geçiş başarısını büyük ölçüde artırır.
  • [FONT:0)Automated hücreler: [Döntilmişler: [Döneme: 0,3] Robotik kolları, yazıcıdan CNC'ye parçalar transfer etmek, onları temizlemek ve hatta değişen araçları azaltır. Bu, küçük toplular için ışık bırakma üretim sağlar.
  • [FONT:0) Çok-malzeme FDM, dissolvable destekle kullanılabilir:[Dönetici:0) Tek bir baskıda iki veya daha fazla malzeme kullanarak (örneğin, katı ve esnek veya basit) tasarım özgürlüğü genişletilebilir.
  • [FONT=0]Simulation and digital twins: Yazılım platformları şimdi tüm FDM+CNC sürecini simüle ediyor, savaş sayfalarını, araç kuvvetlerini ve son doğruluğunu tahmin ediyor.

Bu yenilikler olgun olarak, hibrit üretim küçük ve orta işletmelere daha erişilebilir hale gelecektir, sadece büyük havacılık ve otomotiv şirketleri değil. Talep üzerine son derece özel, hassas parçalar tedarik zincirleri ve ürün geliştirme döngüleri hızlandıracaktır.

Hybrid Manufacturing ile İleriye Geçiş

CNC işleme ile FDM'yi birleştirmek, hem karmaşık hem de kesin olan mühendislik parçaları üretmek için pratik bir yol sunar.Sekiz üretim maliyetine ve eksperatif yöntemlere katkı sağlamanın avantajlarını kullanarak, üretim mühendislerinin hızlı veya bütçe olmadan sıkı özellikleriyle karşılayabilecekleri pratik bir yol sunar.