क्या मेटल 3डी प्रिंटिंग के बाद सीएनसी परिशुद्धता मशीनिंग करना आवश्यक है?

1. प्रौद्योगिकी का मूल: योगात्मक और घटाव सामग्री की एक साथ काम करने की क्षमता
सीएनसी परिशुद्धता मशीनिंग और धातु 3डी प्रिंटिंग के बीच मुख्य अंतर यह है कि वे विनिर्माण प्रक्रिया में एक साथ काम करते हैं:
बनाने के विभिन्न तरीके
मेटल 3डी प्रिंटिंग एक समय में मेटल पाउडर की एक परत को पिघलाकर चीजें बनाती है। सतह विशिष्ट परत पैटर्न और पिघले पूल के निशान दिखाती है। सूक्ष्म संरचना में समस्याएँ हो सकती हैं, जैसे कि पाउडर जो जुड़ा नहीं है और सूक्ष्म छिद्र। सीएनसी परिशुद्धता मशीनिंग सामग्री को हटाने के लिए टूल कटिंग का उपयोग करती है, जो Ra0.8 μm या उससे कम के साथ दर्पण प्रभाव पैदा करती है, और यह ± 0.01 मिमी के भीतर आयामी सहनशीलता का प्रबंधन कर सकती है।
प्रक्रिया क्षमताओं की सीमा
3डी प्रिंटिंग के कुछ फायदे हैं। उदाहरण के लिए, यह जटिल संरचनाएं बना सकता है जिन्हें पुराने तरीकों का उपयोग करके बनाना कठिन है, जैसे अनुरूप शीतलन चैनल, जाली वजन कम करने वाली संरचनाएं, और कई कोणों के साथ गुहाएं। उदाहरण के लिए, एक निश्चित विमानन इंजन ब्लेड अंदर को खोखला बनाने के लिए 3डी प्रिंटिंग का उपयोग करता है, जो संरचना की मजबूती को बनाए रखते हुए वजन को 40% तक कम कर देता है।
सीएनसी मशीनिंग के लाभ: विमानों और सिलेंडरों जैसे सामान्य रूपों के लिए अधिक कुशल मशीनिंग, और बचे हुए सहायक संरचनाओं से निपटने की कोई आवश्यकता नहीं है। उदाहरण के लिए, सीएनसी मिलिंग ने एक निश्चित कार ट्रांसमिशन शाफ्ट Ra0.4 μm की सतह को खुरदरा बना दिया, जो उच्च गति रोटेशन के लिए पहनने के प्रतिरोध की जरूरतों को पूरा करता है।
हाइब्रिड मैन्युफैक्चरिंग का चलन
"3डी प्रिंटिंग + सीएनसी प्रिसिजन मशीनिंग" की हाइब्रिड विधि उद्योग में मानक बन रही है। उदाहरण के लिए, एक कंपनी जो सटीक सांचे बनाती है, आंतरिक शीतलन चैनलों की तीन परतों के साथ एक सांचा कोर बनाने के लिए 3डी प्रिंटिंग का उपयोग करती है। फिर, वे शीतलन प्रक्रिया को 30% अधिक कुशल बनाने के लिए सीएनसी मशीनिंग का उपयोग करते हैं और डिलीवरी का समय 14 दिनों से घटाकर 5 दिन कर देते हैं।
2. उद्योग की मांग: सतह खुरदरापन के लिए विभिन्न मानदंड
अलग-अलग उद्योगों की सतह की गुणवत्ता के लिए अलग-अलग ज़रूरतें होती हैं, जो सीधे सीएनसी परिशुद्धता मशीनिंग की आवश्यकता को प्रभावित करती हैं:
एयरोस्पेस का क्षेत्र
भागों को कठोर परिस्थितियों (उच्च तापमान, उच्च दबाव और उच्च तनाव) को संभालने में सक्षम होना चाहिए, और सतह की खामियों के कारण थकान दरारें हो सकती हैं।
एक सामान्य उदाहरण यह है कि जब एक निश्चित प्रकार के रॉकेट इंजन नोजल को 3डी प्रिंट किया जाता है तो सीएनसी मशीनिंग सीलिंग सतह की खुरदरापन को Ra12 μm से कम करके Ra0.8 μm कर देती है। यह उच्च तापमान पर सीलिंग जीवन को 50 गुना से 200 गुना तक बढ़ा देता है।
एक प्रक्रिया चुनना: मुख्य भागों, जैसे सीलिंग सतहों और संभोग सतहों, को सीएनसी परिशुद्धता से मशीनीकृत किया जाना चाहिए। वजन बचाने के लिए गैर-असर वाली सतहें मुद्रित बनावट रख सकती हैं।
चिकित्सा प्रत्यारोपण का क्षेत्र
आवश्यक आवश्यकता: सतह का खुरदरापन हड्डी कोशिका के जुड़ाव और जीवाणु प्रसार की संभावना को प्रभावित करता है।
एक टाइटेनियम मिश्र धातु कूल्हे संयुक्त कृत्रिम अंग में हड्डी को बढ़ने देने के लिए सतह की गुणवत्ता Ra1.5-2.5 μm होनी चाहिए। एक निश्चित कंपनी 3डी प्रिंटिंग का उपयोग करके कृत्रिम शरीर बनाती है। फिर, सतह को Ra0.8 μm तक चिकना बनाने के लिए, वे रासायनिक पॉलिशिंग और सीएनसी पॉलिशिंग के संयोजन का उपयोग करते हैं। यह मुद्रण द्वारा बनाई गई सूक्ष्म छिद्रयुक्त संरचना को बरकरार रखता है, जो शरीर को जीवित चीजों के साथ अधिक अनुकूल बनाता है।
सही प्रक्रिया चुनना: कार्यात्मक सतह को सीएनसी सटीक कटिंग की आवश्यकता होती है, जबकि संरचनात्मक सतह मुद्रित बनावट को बनाए रख सकती है।
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया में
सतह की चिकनाई एक महत्वपूर्ण कारक है जो इस बात पर प्रभाव डालती है कि उत्पाद कैसा दिखता है और यह ऑप्टिकली कितनी अच्छी तरह काम करता है।
एक विशिष्ट परिदृश्य में, सीएनसी मशीनिंग ने 3डी मुद्रित मोबाइल फोन कैमरा माउंट की सतह खुरदरापन को Ra3.2 μm से घटाकर Ra0.05 μm कर दिया। इससे माउंट 85% से 92% तक अधिक दृश्य प्रकाश को प्रतिबिंबित करता है, जो कि लेजर संचार प्रणालियों की आवश्यकता है।
एक प्रक्रिया चुनना: ऑप्टिकल सतह को सीएनसी परिशुद्धता के साथ मशीनीकृत करने की आवश्यकता होती है, जबकि संरचनात्मक सतह मुद्रित बनावट को बनाए रख सकती है।
ऊर्जा और मोल्ड उद्योग: सतह की गुणवत्ता को संक्षारण प्रतिरोधी होने और काम करने में आसान होने के बीच संतुलन बनाना चाहिए।
एक कार के लिए 3डी मुद्रित इंजेक्शन मोल्ड कोर का उपयोग एक अनुरूप शीतलन चैनल बनाने के लिए किया गया था। फिर, सतह को कम खुरदुरा बनाने के लिए इसे Ra15 μm से Ra6.3 μm तक सैंडब्लास्ट किया गया। इससे मोल्ड का जीवनकाल 100,000 उपयोग से बढ़कर 500,000 उपयोग हो गया।
एक प्रक्रिया चुनना: उन सतहों के लिए जो स्पर्श नहीं करतीं, आप सैंडब्लास्टिंग जैसी कम लागत वाली विधियों का उपयोग कर सकते हैं। स्पर्श करने वाली सतहों के लिए, आपको सीएनसी परिशुद्धता मशीनिंग की आवश्यकता होती है।
3. लागत-प्रभावशीलता: किसी प्रक्रिया को चुनने का आर्थिक तर्क
यह तय करने के लिए कि सीएनसी सटीक मशीनिंग का उपयोग करना है या नहीं, आपको तकनीकी व्यवहार्यता, वितरण चक्र और उत्पादन की लागत को ध्यान से देखना होगा।
तकनीकी व्यवहार्यता का आकलन
संरचनात्मक जटिलता: यदि उत्पाद में ऐसी विशेषताएं हैं जिन्हें सीएनसी (जैसे अंदर या पतली दीवार वाली संरचनाओं पर क्रॉस छेद) के साथ निर्माण करना कठिन है, तो 3 डी प्रिंटिंग एकमात्र विकल्प हो सकता है। उदाहरण के लिए, 3डी प्रिंटिंग किसी दिए गए हवाई जहाज के इंजन का पूर्ण दहन कक्ष बनाती है, जो पारंपरिक वेल्डिंग विधियों के साथ होने वाली तनाव एकाग्रता कठिनाइयों से बचाती है।
सटीकता की आवश्यकता: यदि सहनशीलता की आवश्यकता 3डी प्रिंटिंग (जैसे ± 0.01 मिमी) से अधिक है तो सीएनसी परिशुद्धता मशीनिंग की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, उच्च परिशुद्धता वाले गियर के लिए ब्लैंक 3डी प्रिंटिंग के माध्यम से बनाया जाता है, और सीएनसी ग्राइंडिंग टूथ प्रोफाइल सटीकता को आईटी8 स्तर से आईटी5 स्तर तक बढ़ा देती है।
वितरण चक्र का अनुकूलन
अत्यावश्यक आदेशों के लिए, 3डी प्रिंटिंग मोल्ड विकास चरण को छोड़ सकती है और "डिज़ाइन प्रिंट डिलीवरी" पर तुरंत प्रतिक्रिया दे सकती है। उदाहरण के लिए, एक नई ऊर्जा वाहन फर्म ने प्रोटोटाइप बैटरी पैक ब्रैकेट बनाने के लिए 3डी प्रिंटिंग का उपयोग किया। डिज़ाइन से लेकर असेंबली तक की पूरी प्रक्रिया में केवल 48 घंटे लगे।
यदि बैच का आकार बड़ा है (1000 टुकड़ों से अधिक), तो बैच उत्पादन के लिए सीएनसी मशीनिंग सस्ती हो सकती है। एक मानक पुर्जे निर्माण करने वाली कंपनी किसी एकल आइटम को 3डी प्रिंटिंग की तुलना में 60% सस्ता बनाने के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु कनेक्शन के सीएनसी बैच प्रसंस्करण का उपयोग कर सकती है।
डिलीवरी की कुल लागत का नियंत्रण
सीएनसी मशीनिंग का उपयोग करते समय, आपको प्रोग्रामिंग, क्लैम्पिंग और मोल्ड परीक्षण जैसे अंतर्निहित खर्चों के बारे में सोचना होगा। दूसरी ओर, 3डी प्रिंटिंग टूल की लागत और डिज़ाइन पुनरावृत्तियों के जोखिम को कम कर सकती है। उदाहरण के लिए, 3डी प्रिंटिंग एक ही बार में एक जटिल संरचनात्मक हिस्सा बना सकती है, जिससे उपकरण और प्रक्रिया पथ बदलने के लिए आवश्यक समय 70% तक कम हो जाता है।
सामग्री उपयोग दर: सीएनसी मशीनिंग आम तौर पर 50% से 70% सामग्री का उपयोग करती है, जबकि 3डी प्रिंटिंग 90% से अधिक का उपयोग कर सकती है। उदाहरण के लिए, 3डी प्रिंटिंग एक विशेष टाइटेनियम मिश्र धातु वस्तु बनाती है, जिसकी लागत सीएनसी मिलिंग से 40% कम होती है।