3D-печать против обработки на станке с ЧПУ: все, что вам нужно знать | JS Точность

3D-печать и обработка на станке с ЧПУ — это два основных производственных процесса, которые могут превратить идеи продукта в реальные объекты. Выбор неправильного метода может привести не только к превышению бюджета, но и к появлению деталей, не соответствующих стандартам производительности.

Это руководство призвано подробно раскрыть основные различия, а также ситуации и логику выбора между этими двумя технологиями с помощью ссылок на соответствующие данные и тематические исследования, которые помогут вам сделать осознанный выбор и в то же время покажут, как JS Precision благодаря своим профессиональным решениям для обработки с ЧПУ и инженерному опыту может стать вашим партнером в производстве.

Сводка основных ответов

<тело> <тр> <тр> <тр> <тр>

Основные выводы

<ул>

Характер процесса определяет применение:

3D-печать — лучший вариант для сложного геометрического прототипирования и мелкосерийного производства, тогда как обработка с ЧПУ наиболее подходит для окончательного производства высокоточных и высокопрочных металлических деталей.

<ул>

Точность и прочность — разделительная линия:

Если требования к точности превышают 0,1 мм или есть необходимость в механических свойствах плотного материала, ЧПУ (особенно 5-осевой) является более предпочтительным вариантом.

<ул>

Лучшего нет, есть только более подходящий:

Лучший выбор — это результат тщательного рассмотрения всех аспектов, таких как материалы, размер партии, стоимость, время доставки и требования к производительности.

<ул>

Профессиональное сотрудничество имеет ключевое значение:

Партнерство с такими профессионалами, как JS Precision, не только помогает в оптимизации, но и в планировании процессов с помощью программ обработки с ЧПУ, тем самым достигая самых высоких показателей успеха и преимуществ проекта.

Зачем доверять сравнению двух процессов обработки с помощью JS Precision?

Обработка с ЧПУ остается основой нашей деятельности в JS Precision. На протяжении многих лет мы посвятили себя точному производству и получили признание ISO 9001:2015 за нашу строгую систему управления качеством.

Этот стандарт распространяется на весь наш рабочий процесс: от обработки на станках с ЧПУ до прототипирования и контроля качества. Мы даже проводим сравнительные испытания в соответствии со стандартом ASTM F2924, 20.

У нас есть более 45 станков с ЧПУ высочайшей точности, включая 3-, 4- и 5-осевые модели, все из которых прошли сертификацию точной калибровки SGS. В частности, 12 из 5-осевых обрабатывающих центров с ЧПУ оснащены импортными немецкими системами управления, позволяющими им выполнять обработку со сверхвысокими допусками 0,003 мм.

Члены нашей инженерной команды имеют в среднем более 10 лет опыта в отрасли и активно сотрудничают с клиентами в таких высокотехнологичных отраслях, как аэрокосмическая промышленность, медицинское оборудование и автомобилестроение. Вместе они произвели более 500 000 прецизионных деталей.

Проводимый нами сравнительный анализ основан на фактических производственных данных и практических примерах клиентов, а не является чисто гипотетическим. Одним из таких примеров является проект шасси для заказчика дронов, который также входит в тройку крупнейших мировых производителей дронов.

Изучая разницу в производительности между 3D-печатью и 5-осевой обработкой с ЧПУ, мы нашли решение, которое снизило затраты на 15 %, удовлетворило требования к прочности и сократило цикл исследований и разработок на 20 %.

Мы создали комплексную систему контроля качества. Каждая партия деталей проходит проверку на координатно-измерительной машине, чтобы гарантировать точность и достоверность данных.

<блок-цитата>

Хотите проверить осуществимость процесса производства вашей детали? Отправьте чертежи деталей. JS Precision предоставляет бесплатный сравнительный анализ процессов 3D-печати и обработки на станках с ЧПУ, чтобы помочь вам избежать рисков при выборе.

3D-печать и обработка на станке с ЧПУ: каковы основные различия?

Понимание внутренних различий является важным фактором в выборе правильного процесса. В этом разделе статьи будут объяснены возможности каждого процесса по трем ключевым аспектам: принципам, материалам и точности.

Принципы работы и сравнение технологий

<ул>

3D-печать – это тип аддитивного производства, при котором сложные внутренние структуры строятся слой за слоем из материалов.

Обработка на станке с ЧПУ – это тип субтрактивного производства, при котором твердое сырье формируется путем резки инструмента. Такие факторы, как точность и прочность, во многом зависят от качественного материала и от процесса резки.

Эти две характеристики определяют область их применения.

Свойства материала и сравнение области применения

Традиционно в 3D-печати используются светочувствительные смолы, нейлоновый порошок и ограниченный набор металлических порошков. Наличие проблем с межслойным соединением и, как следствие, анизотропные механические свойства характеризуют детали, изготовленные с помощью 3D-печати.

Обработка на станках с ЧПУ позволяет обрабатывать практически любые твердые конструкционные материалы, такие как алюминиевый сплав 6061-T6 и нержавеющая сталь 316L. После процесса обработки детали имеют те же полностью плотные и изотропные свойства, что и исходный материал, что делает их более надежными в условиях высоких нагрузок.

Анализ точности и качества поверхности

Различия в точности и качестве поверхности между ними значительны и соответствуют требованиям стандарта ISO 286-1. Конкретные данные показаны в таблице ниже:

Основные вопросы	Основные ответы	Ценность для вас
Как выбрать процесс в зависимости от проекта?	Сегментируйте различия в материалах, точности и стоимости между двумя технологиями, чтобы обеспечить четкую основу выбора.	Предотвратите неправильный выбор и сэкономьте время и затраты на исследования и разработки.
Когда необходимо выбирать ЧПУ, особенно 5-осевой?	5-осевой станок с ЧПУ — это надежный ответ, если предъявляются требования к прочности, точности или высокому качеству поверхности.	Имейте детали высочайшего качества и гарантируйте надежность и срок службы продукта.
Как JS Precision находит лучшее решение?	Предоставляем услуги от прототипа до массового производства, оптимизируем производственные процессы.	Привлекайте профессиональных партнеров, чтобы обеспечить стабильное качество и выполнение требований.

<тело> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр>

Рис. 1. Изображение на разделенном экране. Слева показан синий станок с ЧПУ, режущий металл, а справа — желтый 3D-принтер, создающий сине-зеленое кольцо с надписью «ОБРАБОТКА С ЧПУ VS 3D ПЕЧАТЬ».

Обработка с ЧПУ или 3D-печать: как выбрать в соответствии с потребностями вашего проекта?

Как только вы поймете, что фундаментально отличает эти два подхода, вполне логично и очень полезно выбрать курс действий, соответствующий потребностям вашего проекта. Здесь схема принятия решений составлена с учетом аспектов стоимости, скорости и свободы проектирования, подчеркивая тот факт, что услуги 5-осевой обработки с ЧПУ не могут быть заменены.

Анализ затрат и выгод: взаимосвязь между прототипом, размером партии и сложностью

Разница в стоимости между двумя процессами значительна при разных размерах производственных партий, как подробно описано в таблице ниже:

Тип процесса	Типичная допуск	Ра шероховатости поверхности	Применимые сценарии
3D-печать FDM	±0,3 мм	12 мкм	Концептуальные модели, нефункциональные части
3D-печать SLS	±0,1 мм	3,2 мкм	Функциональные прототипы средней точности
3-осевая обработка с ЧПУ	±0,05 мм	1,6 мкм	Простые металлические детали конструкции
5-осевая обработка с ЧПУ	±0,01 мм	0,4 мкм	Высокоточная сборка, детали с жидкостным уплотнением

<тело> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр> <ул>

1–10 сложных прототипов: 3D-печать не требует инструментов, что обеспечивает значительную экономию средств.

10–500 металлических деталей: механическая обработка прототипов с ЧПУ и мелкосерийная обработка более экономичны.

Очень сложные многоосные детали: требуется специальная оценка в зависимости от сложности процесса.

Сравнение скорости производства и времени доставки

<ул>

3D-печать: Время подготовки составляет всего 15–30 минут, что очень быстро при печати одной детали, но последующая обработка доставляет немало хлопот.

Обработка на станке с ЧПУ: Программирование и зажим требуют 2–8 часов, время изготовления одной детали может быть значительно сокращено при массовом производстве, поэтому возможно быстрое массовое производство.

Свобода проектирования и соображения прочности конструкции

<ул>

Преимущества 3D-печати. Эти технологии лучше подходят, чем обработка на станке с ЧПУ, для создания сложных внутренних каналов потока и структур с оптимизированной топологией.

Преимущества обработки на станках с ЧПУ:Детали смогут выдерживать большие нагрузки и обладать высокой усталостной прочностью, а отсутствие межслойной связи устранит слабые места.

Когда 5-осевая обработка с ЧПУ является непревзойденным решением?

Услуги 5-осевой обработки с ЧПУ добавляют две поворотные оси к трехосной установке X/Y/Z, что позволяет обрабатывать сложные изогнутые поверхности за одну установку. Типичными примерами использования могут быть крыльчатки двигателей, коленные шарниры из титанового сплава и детали с допусками по форме и положению <0,02 мм.

По сравнению с металлическими деталями, напечатанными на 3D-принтере, он превосходит все аспекты, такие как точность, качество поверхности и плотность материала, поэтому является единственным вариантом для изготовления конечных деталей с высокими эксплуатационными характеристиками.

Прототипирование на станке с ЧПУ или 3D-печать: какой путь к первой статье?

Прототипирование — важнейший этап разработки продукта. Выбор правильного метода прототипирования может ускорить цикл проверки, помочь избежать доработок и напрямую повлиять на эффективность ваших исследований и разработок и контроль затрат.

Многих клиентов легко обмануть "погоней за скоростью" или "экономией затрат" на этапе прототипирования. Цель состоит в том, чтобы согласовать цели проверки, что также является проблемой, которую JS Precision решает в своих службах услуги по прототипированию станков с ЧПУ.

Выберите 3D-печатное прототипирование

<ул>

Когда ваша цель — быстро прояснить концептуальные формы, взаимосвязи сборки или рыночные демонстрации; механические свойства материала вторичны.

Когда структура настолько сложна (например, плотные внутренние каналы, полые топологии), что обработка на станке с ЧПУ невозможна и нагрузочное тестирование не требуется, тогда 3D-печатное прототипирование идеально подходит для быстрой итерации в самом начале разработки нового продукта.

Выберите прототипирование обработки на станке с ЧПУ

<ул>

Необходимо проверить истинное функционирование, долговечность или усталостную прочность деталей.

Материал прототипа должен соответствовать деталям серийного производства, чтобы гарантировать, что данные испытаний можно будет напрямую использовать в качестве эталона для массового производства.

Надеемся, что прототип можно будет напрямую использовать для мелкосерийного пробного производства, обеспечивая плавный переход от прототипа к массовому производству.

Сравнение базовой производительности и применимых размеров партий различных процессов прототипирования может интуитивно помочь в принятии решений о выборе процесса прототипирования:

Производственная партия	Стоимость единицы 3D-печати (доллары США)	Стоимость единицы обработки с ЧПУ (долл. США)	Выгодный процесс
1–10 штук	45	380	3D-печать
11–50 штук	45	120	Обработка с ЧПУ
51–200 штук	45	40	Обработка с ЧПУ
200+ штук	45	22	Обработка с ЧПУ

<тело> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр> <блок-цитата>

Хотите заняться прототипированием на станках с ЧПУ? Обратите внимание: «Rush Prototype» и JS Precision предлагают экономичные решения для прототипирования с доставкой всего за 3 дня. Мы также предоставляем бесплатные консультации DFM, чтобы обеспечить соответствие дизайна прототипа последующим процессам массового производства.

Как оптимизация программы обработки с ЧПУ повышает эффективность?

Профессиональная программа обработки с ЧПУ имеет решающее значение для повышения уровня эффективности обработки с ЧПУ, снижения затрат и поддержания качества. Некоторые клиенты не знают об оптимизации программы, которая приводит к увеличению продолжительности циклов обработки, увеличению износа инструментов и увеличению процента брака деталей, что увеличивает производственные затраты.

У нас есть профессиональная команда инженеров-программистов, которая не только обладает глубокими знаниями и опытом в оптимизации программ обработки на станках с ЧПУ, но и в рамках различных проектов разработала стандартизированные процедуры оптимизации.

Сокращение времени простоя и повышение стабильности резки

Оптимизация траектории перемещения инструмента помогает сократить время без резки. При этом параметры резания изменяются в соответствии со свойствами материала, чтобы поддерживать постоянную нагрузку резания, таким образом эффективность увеличивается более чем на 30 %, срок службы инструментов увеличивается, а затраты на расходные материалы снижаются.

Моделирование и обнаружение столкновений

Перед обработкой сложных деталей проводится полное моделирование процесса с использованием профессионального программного обеспечения для моделирования траектории резания и положения зажима. Проблемы помех и столкновений обнаруживаются заранее, чтобы избежать повреждения заготовки, инструментов и оборудования, а также предотвратить потери на доработку, вызванные ошибками программирования.

<блок-цитата>

Хотите повысить эффективность вашей программы обработки с ЧПУ? Отправьте файл пути обработки, и наши инженеры бесплатно оптимизируют его, снизив затраты на обработку и предоставив объяснения по оптимизации, которые помогут вам четко понять ценность улучшений.

Рис. 2. Крупный план панели управления токарного станка с ЧПУ, на которой отображается G-код, координаты (например, X104.210, Z-81.136), скорость шпинделя и красная кнопка аварийной остановки.

Могут ли решения для автоматизированной обработки с ЧПУ справиться с вашими сложными деталями?

Что такое автоматизированная обработка с ЧПУ?

Автоматическая обработка с ЧПУ – это интеллектуальный режим производства, сочетающий в себе автоматические устройства смены инструмента и роботизированную обработку материалов, что обеспечивает 24-часовое производство без присмотра. По сути, это дает идеальный ответ на основные проблемы низкой производительности труда, нестабильного качества и сложности с обеспечением сроков поставки при пакетной обработке сложных деталей.

JS Precision — профессиональная компания, занимающаяся механической обработкой автомобилей с ЧПУ, хорошо знакомая с этой областью, имеющая в распоряжении современное автоматизированное оборудование и способная стабилизировать производство многосортных, мелкосерийных сложных деталей.

Единое решение для сложной обработки деталей

Благодаря проектированию процессов, специализированному инструменту, автоматизированным рабочим процессам и комплексному контролю качества решения JS Precision для обработки с ЧПУ представляют собой универсальный сервис для ваших нужд.

Речь идет не только об автоматизированной обработке, речь идет о разработке решений, которые точно соответствуют требованиям заказчика к деталям, тем самым обеспечивая превосходное качество от первой до тысячной детали, одновременно снижая затраты на рабочую силу и уровень отходов.

Рис. 3. Желтая роботизированная рука обрабатывает мелкие компоненты на ярком автоматизированном заводе с конвейерными лентами и рабочими станциями.

Пример шасси БПЛА: от 3D-печати до 5-осевого ЧПУ

Вызов клиента

Компания по производству БПЛА попыталась создать прототип шасси с помощью 3D-печати металлом.

Однако прототип сломался в месте соединения слоев, что привело к его разрушению во время испытания на падение. Изготовление этого компонента осложнялось требованием внутренней демпфирующей полости, неправильной структуры, предела текучести более 450 МПа и шероховатости поверхности Ra1,6m.

Процесс 3D-печати несколько раз оптимизировался, но так и не достиг установленных требований, поэтому компания решила связаться с JS Precision для получения наших услуг по 5-осевой обработке с ЧПУ.

Прецизионное решение JS

Программа и контроль качества:

Команда разработала оптимизированную программу обработки с ЧПУ, которая учитывала характеристики алюминиевого сплава 7075-T6, изменяла скорость резания и подачу, чтобы предотвратить возникновение вибраций во время обработки и избежать повреждения материала.

Во время обработки использовался онлайн-щуп для компенсации размеров в реальном времени, при этом точность постоянно проверялась, чтобы гарантировать, что деталь находится в пределах требуемых допусков.

Планирование процесса:

В рамках 5-осевой обработки с ЧПУ использовались заготовки из алюминиевого сплава аэрокосмического класса 7075-T6 (такие же, как и материалы массового производства заказчика), а режущие инструменты были специально разработаны с твердосплавными деталями и длинной шейкой для обработки сложных внутренних и внешних поверхностей за одну установку, таким образом, устраняя вторичные ошибки зажима и обеспечивая адекватные размерные и позиционные допуски детали и соответствующие стандартам.

Оптимизация DFM:

Инженеры доработали структуру внутренней полости шасси, слегка изменив радиус скругления и скорректировав распределение толщины стенок. Мы не изменили первоначальную функцию амортизации и идею конструкции, а вместо этого снабдили ее 5-осевой траекторией воздействия инструмента, таким образом избежав помех при обработке и повысив общую прочность компонента.

Количественные результаты

По результатам оптимизации обработки JS Precision предел текучести составил 480 МПа, что значительно превышает маркировку 450 МПа, установленную заказчиком. Вес был снижен на 15 % по сравнению с исходным прототипом, напечатанным на 3D-принтере, поэтому вся нагрузка на самолет стала легче.

шероховатость поверхности составляла Ra1,2 м, что было на шаг выше стандарта Ra1,6 м, таким образом, процент брака деталей был практически нулевым. Срок поставки был сокращен на 20 % от запланированного заказчиком цикла, таким образом, было достаточно обеспечено массовое производство модели заказчика. В качестве следующего задания заказчик позже предоставит нам механическую обработку этой серии шасси.

<блок-цитата>

Хотите повторить аналогичную историю успеха? Отправьте технические задачи по вашей детали (чертежи, допуски, требования к материалам), и JS Precision подберет для вас производственное решение, устраняя узкие места процесса и обеспечивая эффективное внедрение от прототипа до массового производства.

Рис. 4. Черное шасси дрона с двумя удлиненными стойками, металлическими соединительными шарнирами и большим центральным колесом, изолированное на белом фоне.

Почему стоит выбирать JS Precision для производства прецизионных деталей на заказ?

В сфере точного производства гораздо важнее найти надежного партнера, чем просто определиться с процессом. JS Precision — компания, которая на протяжении многих лет активно занимается обработкой с ЧПУ, а не 3D-печатью.

Благодаря профессиональным технологиям, комплексным услугам и богатому опыту наша компания стала долгосрочным производственным партнером для многих высококлассных клиентов по всему миру. Ее основным преимуществом является предоставление решений по обработке на станках с ЧПУ, идеально соответствующих требованиям клиентов, что позволяет эффективно решать их болевые точки и генерировать прибыль.

Планирование оптимального производственного пути

JS Precision проводит объективный анализ плюсов и минусов 3D-печати по сравнению с обработкой на станке с ЧПУ на основе всего проекта (бюджет, производительность, время, размер партии) и в дальнейшем составляет лучший маршрут от прототипа до массового производства, который поможет вам сократить затраты на исследования и разработки и сократить сроки поставки.

Комплексное обеспечение качества: от чертежей до готовой продукции

Наше оборудование представляет собой 5-осевой обрабатывающий центр с ЧПУ, и у нас есть профессиональная команда программ обработки с ЧПУ, трехкоординатная система контроля качества и возможности автоматической обработки с ЧПУ. Выделенный член команды постоянно участвует в процессе, обеспечивая контроль над качеством и сроками доставки.

Надежный партнер из Китая, служащий всему миру

Мы находимся в высокотехнологичном производственном кластере Китая, предоставляя экономичные и быстрые услуги, располагая многоязычной командой и обслуживая клиентов в более 50 странах и регионах по всему миру.

<блок-цитата>

Нужны индивидуальные решения для обработки с ЧПУ? Сообщите нам свои требования к деталям, чтобы получить комплексное решение, включая процесс, стоимость и время доставки, а также воспользоваться бесплатными услугами по оптимизации DFM.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Что дешевле: 3D-печать или обработка на станке с ЧПУ?

Это зависит от количества, материала и сложности. Для единичных или небольших по объему сложных пластиковых прототипов 3D-печать обходится дешевле, а для металлических деталей или высокоточных и высокопрочных деталей обработка на станке с ЧПУ позволит снизить общую стоимость.

Вопрос 2: Какого уровня точности можно достичь при обработке на станках с ЧПУ?

Наша стандартная точность обработки изделий с ЧПУ составляет 0,025 мм. Оптимизируя процессы, мы можем достичь толщины 0,01 мм или даже выше для критически важных функций.

В3: Могу ли я использовать 3D-печать для производства металлических деталей конечного использования?

Да, но вам придется пойти на компромисс в отношении качества поверхности, внутренней пористости и механических свойств металлических деталей, которые анизотропны. Обработка на станке с ЧПУ – лучший выбор для несущих компонентов.

Вопрос 4: Почему 5-осевая обработка с ЧПУ дороже, чем 3-осевая?

Из-за более высокой стоимости оборудования и более сложного программирования он может выполнять многостороннюю обработку только за один установ, тем самым уменьшая накопление ошибок и время вторичной настройки. Для сложных деталей это фактически приводит к общей экономии затрат.

Вопрос 5: Как я могу снизить затраты на обработку на станке с ЧПУ?

Среди способов контролировать затраты на обработку можно назвать: изменение конструкции, чтобы избежать очень глубоких карманов, использование тех же угловых радиусов, выбор правильных материалов и допусков, а также разумное увеличение размера партии.

Вопрос 6: Плавный ли переход от прототипирования к массовому производству?

Очень гладко. Для создания прототипов на станках с ЧПУ используются те же методы и системы контроля качества, что и для массового производства. Данные о производительности прототипов можно напрямую применять для массового производства, поэтому переход может быть плавным.

Вопрос 7: Какие преимущества может принести мне «автоматическая обработка с ЧПУ»?

Это обеспечивает более высокое качество, более короткие сроки доставки и возможность обрабатывать многочисленные, разнообразные, небольшие заказы, что, в свою очередь, снижает ваши управленческие и временные затраты.

В8: Каков минимальный объем заказа (MOQ)?

Что касается обработки на станках с ЧПУ, мы можем удовлетворить ваши потребности — от прототипирования единичных деталей до массового производства. Не существует строгих ограничений на минимальный объем заказа, и мы полностью стремимся удовлетворить ваши требования к исследованиям, разработкам и производству.

Сводка

3D-печать и обработка на станке с ЧПУ нельзя сравнивать друг с другом с точки зрения абсолютного превосходства или неполноценности. Решающим фактором является то, соответствуют ли они требованиям вашего проекта. Используя наши специализированные знания процессов, полную систему оборудования и богатый опыт реализации проектов, JS Precision эффективно поможет вам выбрать правильный процесс.

Воспользуйтесь возможностью превратить свою конструкцию в точный продукт, конкурентоспособный на рынке.

Нажмите, чтобы связаться с нами, отправьте чертежи деталей и технические требования, и команда экспертов JS Precision предложит вам индивидуальные решения для обработки с ЧПУ, которые являются именно тем, что вам нужно для воплощения ваших идей в жизнь.

Featured Blogs

No data

Тип процесса прототипирования	Совместимость материалов прототипа	Типичные допуски	Срок поставки одной детали	Применимый диапазон размеров пакета	Стоимость единицы продукции (доллары США)
Прототип, напечатанный на 3D-принтере FDM	PLA, ABS, PETG	±0,2–0,3 мм	4–8 часов	1–5 штук	25–50
Прототип SLS, напечатанный на 3D-принтере	Нейлон 12, Нейлон 66	±0,1–0,15 мм	8–12 часов	1–10 штук	80–150
Прототип 3-осевой обработки с ЧПУ	Алюминиевый сплав 6061, нержавеющая сталь 304	±0,05–0,1 мм	12–24 часа	5–30 штук	120–200
Прототип 5-осевой обработки с ЧПУ	Алюминиевый сплав 7075, Титановый сплав	±0,01–0,03 мм	24–48 часов	3–20 штук	300–500
Гибридный прототип с ЧПУ+3D	Комбинация металла и смолы	±0,05–0,1 мм	16–32 часа	2–15 штук	180–300