الألمنيوم AM مقابل الألمنيوم المُشغّل على ماكينات CNC للدفعات الصغيرة

يحل كل من الألمنيوم AM والألمنيوم المُشغّل على ماكينات CNC مشاكل مختلفة للدفعات الصغيرة. لا ينبغي للمشتري اختيار الانصهار في سرير المسحوق لمجرد أن الكمية منخفضة، ولا ينبغي اختيار CNC لمجرد أن المادة هي الألمنيوم. يعتمد المسار الأفضل على الهندسة، وإمكانية الوصول، والتسامح النهائي، وتوقعات السطح، وما إذا كان التصميم لا يزال قيد التغيير.

بالنسبة لشركة Neway، تبدأ المقارنة بشكل القطعة. عادةً ما تفضل الصفائح البسيطة، والأعمدة، والقضبان، والأغطية، والهياكل المفتوحة التشغيل على ماكينات CNC. بينما يمكن للأقواس خفيفة الوزن، والقنوات، والمشعبات المتكاملة، والقنوات الداخلية، والإطارات ذات الطوبولوجيا الخاصة، والقطع التي تجمع بين عدة قطع مُشغّلة أن تبرر استخدام التصنيع الإضافي للألمنيوم. يجب أن يجعل طلب عرض الأسعار (RFQ) هذا الاختلاف واضحًا قبل مقارنة السعر.

تساعد هذه المقالة المشترين على تحديد ما إذا كان يجب طلب عرض أسعار لقطع الألمنيوم المطبوعة ثلاثية الأبعاد أو قطع الألمنيوم المُشغّلة على ماكينات CNC أولاً للنماذج الأولية والدفعات الصغيرة. المفتاح هو مقارنة تكلفة القطعة النهائية، وليس تكلفة المادة الخام، لأن كلا المسارين قد يحتاجان 여전히 إلى أعمال الحفر، واللولبة، والتشطيب، والفحص، والتجميع.

CNC تتفوق عندما تكون هندسة الألمنيوم مفتوحة ومباشرة

التشغيل على ماكينات CNC غالبًا ما يكون عرض السعر الأول الأفضل لقطع الألمنيوم البسيطة. الصفائح المسطحة، والأغطية السميكة، والكتل، والأعمدة، والفواصل، والقضبان، والأقواس ذات الثقوب المستقيمة، والهياكل ذات سهولة وصول الأدوات المفتوحة، عادةً ما تُشغّل بكفاءة من المخزون المشكّل. تناسب أيضًا قطع CNC حيث تهيمن استواء الأسطح الواسعة، ومواضع الثقوب، وجودة الخيوط، أو الأسطح التجميلية المُشغّلة على الرسم الفني.

الكمية الصغيرة وحدها لا تجعل AM أفضل. قد تكون قطعة واحدة إلى عشر قطع من مكون بسيط من سبيكة 6061 أو 7075 أسرع وأسهل في تقديم عرض سعر كـ CNC، خاصة عندما يتوقع الرسم بالفعل تسامحات مُشغّلة على معظم الأسطح. سيضيف ألمنيوم AM إعداد البناء، وإزالة الدعامات، والتشطيب قبل أن تظل تفاصيل CNC نفسها مطلوبة.

يصبح CNC أقل جاذبية عندما تتطلب القطعة ممرات داخلية عميقة، أو قنوات منحنية، أو مشعبات مخفية، أو تجويفًا رئيسيًا يزيل معظم المخزون. في تلك الحالات، يمكن أن يرتفع وقت التشغيل وتعقيد التجهيز بينما يفشل التصميم في تحقيق هدف الوزن أو التكامل.

ألمنيوم AM تتفوق عندما تغير حرية الشكل القطعة

انصهار سرير المسحوق للألمنيوم يستحق طلب عرض سعر عندما يحقق المشتري فائدة وظيفية من الهندسة المطبوعة. تتضمن الأمثلة أقواسًا خفيفة الوزن مع نتوءات متكاملة، وقنوات ذات مسارات داخلية منحنية، وقنوات شبيهة بالمبادلات الحرارية، وحاويات أجهزة استشعار مع مساحة للتوجيه، وتجميعات موحدة في جسم مطبوع واحد.

القيمة ليست فقط في تقليل تكلفة الإعداد. يمكن لـ AM إنشاء أشكال قد يقسمها CNC إلى عدة قطع أو يتجنبها تمامًا. إذا كانت الطباعة تزيل السحابات، أو تقلل من مسارات التسرب، أو تقصر وقت التجميع، أو تسمح بتخطيط أضلاع أخف وزنًا، فقد تكون مسار الدفعة الصغيرة الأقوى حتى عندما تكون تكلفة المادة الخام المطبوعة أعلى من المادة الخام المُشغّلة.

لا يزال ألمنيوم AM يحتاج إلى قرارات تشطيب. عادةً ما تتطلب الخيوط، والثقوب الدقيقة، ومقاعد المحامل، وأوجه الختم، ومنصات المرجعية، وأسطح التثبيت الدقيقة تشغيلًا على ماكينات CNC بعد الطباعة. يجب أن يفصل عرض السعر بين الهندسة المطبوعة والواجهات النهائية حتى يتمكن المشتري من رؤية سبب التوصية بهذا المسار.

الكمية تغير منطق التكلفة، ولكن ليس بمفردها

بالنسبة لقطعة أو قطعتين مفهوميتين، قد يكون أسرع مسار هو الأقل مخاطرة من حيث البرمجة والتشطيب. إذا كانت الهندسة بسيطة، قد تفوز CNC仍然. إذا كانت الهندسة معقدة، يمكن لـ AM تجنب وقت التشغيل الطويل أو التجميع. بالنسبة لعشر إلى خمسين قطعة، تصبح كفاءة التعشيش، وإزالة الدعامات، وتجهيزات التشغيل، ووقت الفحص أكثر أهمية. بالنسبة للدفعات الصغيرة المتكررة، يجب على المشتري مقارنة تكرار القطعة النهائية، وليس فقط سعر العينة الأولى.

تتأثر تكلفة AM بارتفاع البناء، وحجم الدعامات، والاتجاه، واستخدام المسحوق، وإزالة الدعامات، والمعالجة الحرارية إذا لزم الأمر، ومخزون CNC، وتشطيب السطح، وحزمة الفحص. تتأثر تكلفة CNC بحجم المخزون، وهدر المواد، ووصول الأداة، وعدد مرات الإعداد، وتصميم التجهيز، ووقت الدورة، وتآكل الأداة، وإزالة الحواف، والفحص. يجب أن يظهر عرض سعر خدمة طباعة المعادن ثلاثية الأبعاد منخفضة الحجم أي من هذه البنود مدرجة.

يمكن للتغييرات في التصميم تحويل القرار. قد تؤدي إضافة قنوات داخلية إلى دفع القطعة نحو AM. قد يؤدي إزالة التجاويف الزخرفية إلى إعادتها نحو CNC. قد يقلل تقسيم قطعة مطبوعة معقدة إلى قطعتين مُشغّلتين من المخاطر إذا كان التجميع مقبولاً. قد يقلل دمج الأجزاء الملحومة أو المثبتة بالبراغي في طباعة واحدة من العمالة اللاحقة إذا كان المسار المطبوع يمكنه تلبية متطلبات القبول.

يجب مناقشة الكمية مع نضج التصميم. بالنسبة لقطعة واحدة إلى خمس قطع، قد يعطي المشتري الأولوية لمخاطر مهلة التسليم، ومرونة المراجعة، وسرعة اختبار التصميم. بالنسبة لعشر إلى خمسين قطعة، تبدأ قابلية تكرار التجهيز، والتعشيش، وعمالة إزالة الدعامات، ووقت الفحص في أن تصبح أكثر أهمية. بالنسبة للدفعة الصغيرة المتكررة، غالبًا ما يكون أقوى مسار هو الذي يوفر واجهات نهائية مستقرة مع أقل عدد من التغييرات في التصميم بين الدفعات.

يجب تعيين التسامحات وتشطيب السطح حسب الميزة

ألمنيوم AM ليس بديلاً عن تسامح CNC على كل سطح. إذا طبق الرسم متطلبات موقع ضيقة، أو استواء، أو ختم عبر القطعة بأكملها، فيجب أن يتضمن المسار المطبوع خطة تشغيل. ينطبق الشيء نفسه على الثقوب اللولبية، والثقوب الموسعة، ومقاعد المحامل، وأراضي طوق الحشية، وثقوب التثبيت، ومنصات المرجعية.

يمكن للألمنيوم المُشغّل على ماكينات CNC تقديم أسطح محكومة مباشرة حيث تصل الأداة. يحتاج الألمنيوم المطبوع إلى رسم مقسم: الأسطح كما طُبعت، ومناطق الدعامات المنظفة، والواجهات المُشغّلة، والأوجه التجميلية النهائية. قد تُضاف المعالجة السطحية بعد التشغيل أو تنظيف الدعامات، ولكن يجب ربطها بالوظيفة، أو المظهر، أو توقعات التآكل، أو مواصفات المشتري.

تؤثر خطة التسامح أيضًا على مقارنة الموردين. قد يشمل عرض سعر CNC جميع الثقوب، والفتحات، والأوجه في العملية الأساسية، بينما قد يفصل عرض سعر AM بين الطباعة، وتخفيف الإجهاد، وإزالة الدعامات، والتشغيل، والتشطيب. إذا قارن المشتري البند الأول فقط، فقد يبدو المسار مضللًا. تستخدم المقارنة العادلة نفس الرسم النهائي ونفس أدلة الفحص لكلا المسارين.

متى يجب على المشتري طلب عرضي سعر

اطلب عروض أسعار لكل من AM وCNC عندما يكون التصميم قريبًا من الحد الفاصل. تشمل المرشحين الجيدين هياكل ألمنيوم تحتوي على ميزات مفتوحة ومخفية، وأقواس قد يتم تبسيطها، وقنوات قد يتم تقسيمها وتشغيلها، أو قطع منخفضة الحجم قد تنتقل لاحقًا إلى مسار إنتاج أكثر نضجًا. يجب أن تستخدم المقارنة نفس مراجعة الرسم ونفس متطلبات القبول.

لمراجعة طلب عرض الأسعار (RFQ)، أرسل نموذج STEP، والرسم ثنائي الأبعاد، وتفضيل السبيكة، والكمية، ومرحلة النموذج الأولي أو التكرار، والأبعاد الحرجة، والخيوط، والثقوب، وأوجه الختم، ومتطلبات الاستواء، وتشطيب السطح، وسجلات الفحص، ونافذة التسليم المستهدفة. حدد الميزات التي يمكن تغييرها لتحسين القابلية للتصنيع. إذا تمت مقارنة AM مع CNC، اطلب من Neway فصل المادة الخام المطبوعة، وتشطيب CNC، والمعالجة السطحية، والفحص بحيث يكون قرار القطعة النهائية واضحًا.

إذا لم يكن المشتري جاهزًا للاختيار، يمكن لطلب عرض الأسعار طلب نسختين قابلتين للتصنيع من نفس القطعة. يمكن للإصدار الأول الحفاظ على الهندسة الحالية الصديقة لـ CNC. يمكن للإصدار الآخر استخدام ألمنيوم AM لتقليل الوزن، أو دمج المكونات، أو فتح القنوات الداخلية. يمنح ذلك فريق الهندسة مقارنة عملية للتكلفة والمخاطر بدلاً من نقاش نظري حول العملية.

الأسئلة الشائعة ذات الصلة

1. كيف تقارن قوة قطع الألمنيوم المطبوعة ثلاثية الأبعاد مع تلك المصبوبة بالرمل؟

2. لماذا تتطلب القطع المطبوعة ثلاثية الأبعاد معالجة سطحية؟

3. أي طريقة لتشطيب السطح توفر أفضل خشونة سطحية؟

4. كيف يحسن تشغيل EDM تشطيب سطح القطع المطبوعة ثلاثية الأبعاد؟

5. كيف تؤثر المعالجة الحرارية على جودة سطح القطع المطبوعة ثلاثية الأبعاد؟

6. ما هي عمليات المعالجة الحرارية الشائعة المستخدمة للقطع المطبوعة ثلاثية الأبعاد؟