3d принтер это чпу станок или нет

Самодельный ЧПУ станок

Разделы сайта

Интересное предложение

Лучшее

Статистика

В последнее время вокруг 3 D принтеров наблюдается повышение интереса к нем. А если учесть постоянно падающую цену на 3 D принтера, то и не удивительно то, что растут и продажи 3 D принтеров.

Однако, зачастую, купивший 3 D принтер оказывается перед вопросом – а зачем он собственно ему нужен?

Давайте посмотрим, чем отличается 3 D принтер от ЧПУ станка.

3 D принтер и ЧПУ станок построены на одних и тех же принципах — превращение исходного материала в готовую модель. Только 3 D принтер создает модель используя расходные материалы, а ЧПУ станок обрабатывает заготовку убирая все лишнее.

ЧПУ станок собранный своими руками может обрабатывать дерево, цветные металлы, различные пластики. Самодельный 3 D принтер обычно использует только ABS или PLA пластик.

3 D принтер хорош тогда – когда надо сделать пластиковую деталь или мастер модель для последующего снятия формы и отливки готового изделия. Используя ЧПУ станок можно изготавливать уже готовые детали практически из любого материала, все зависит от жесткости конструкции станка.

Если подходить с практической точки зрения, то 3 D принтер обычно используют для развлечения – печатают на нем игрушки, забавные модели и тому подобное. Я имею ввиду использование 3 D принтера в домашних условиях.

ЧПУ станок используют более обдуманно. Чаще всего владелец ЧПУ станка начинает резать различные детали «под заказ».

Хотя и на ЧПУ станке можно тоже делать игрушки в виде сборных моделей.

Конечно, наиболее предпочтительным является обладание и 3 D принтером и ЧПУ станком. Однако, если выбирать что то одно – то надо подумать над тем – какие задачи вы собираетесь решать с помощью этого устройства. И, уже в зависимости от поставленных задач и решать – что именно выбрать.

В изготовлении своими руками ЧПУ станок гораздо более воспроизводим в домашних условиях. Шаговые двигатели, плата управления – все это понадобится для обоих устройств, но для 3 D принтера так же понадобится такая вещь как экструдер и термопечатающая головка, да из зависимость от покупного пластика для печати не слишком радует. Цена на готовую продукцию 3 D принтера из за этого может оказаться гораздо выше, чем планировалось.

Источник

3D-печать или обработка с ЧПУ

Введение

Технология фрезерования с ЧПУ существует c 50-х годов 20 века и, по сути, является противоположностью 3D-печати. В случае с 3Д-печатью компьютер управляет печатающей головкой принтера, которая «добавляет» материал в трех измерениях, при обработке с ЧПУ управляется фрезерный инструмент, который удаляет материал. В этом и заключается ключевая разница между двумя технологиями.

Проектирование 3Д-моделей для станков с ЧПУ и 3D-принтеров часто осуществляется на одном и том же программном обеспечении, но уже на следующем этапе подготовки выходных данных используются абсолютно различные методы преобразования.

Несмотря на то, что 3D-печать может показаться развивающейся и недо конца сформированной технологией, новые принтеры продолжают появляться на производствах в качестве альтернативы станкам с ЧПУ. Многие компании, знакомясь с 3D-печатью, сталкиваются со сложностью новой технологии, но продолжают искать способы и области ее применения в своем бизнесе.

Разные цели

Фрезерные станки с ЧПУ и 3D-принтеры обладают технологическими возможностями и ограничениям, которые позволяют решать разные задачи. Фрезерный станок с ЧПУ позволяет эффективно производить в больших тиражах крупные, тяжелые и высокоточные изделия, которые можно использовать для производства торгового и промышленного оборудования, машин, двигателей и прочего. Технология с ЧПУ позволяет также производить небольшие партии продукции, но как правило, с более высокой стоимостью единицы.

Гибкость 3D-печати дает возможность быстро переключаться между различными изделиями. Однако, поскольку стоимость единицы продукта всегда одинакова, независимо от количества, использование 3Д-печати экономически не обосновано для крупных тиражей.

Адаптируемость 3D-печати делает ее полезной для создания уникальных, персонализированных дизайнов для конкретных клиентов, например для производства индивидуальных имплантатов для травматологии или стоматологии.

В этой статье мы представляем основные технологические аспекты, чтобы помочь вам выбрать правильную технологию для вашего продукта. Мы ориентируемся на функциональные детали и прототипы, сделанные из металлов или пластмасс.

Выбор правильной технологии

При выборе между ЧПУ и 3Д-печатью, есть несколько простых рекомендаций, которые можно применить к процессу принятия решений.

Обычно имеет смысл использовать 3D-печать только в следующих случаях:

  • традиционные методы не позволяют изготовить деталь, например, для очень сложных, оптимизированных по топологии геометрий.
  • время производства имеет решающее значение; напечатанные детали могут быть произведены в течение 24 часов.
  • низкая стоимость для небольших тиражей, количество идентичных деталей (менее 10). В таких случаях 3D-печать обычно дешевле, чем и производство с ЧПУ.
  • материалы, которые сложно обработать, но есть возможность напечатать, например, сплавы некоторых металлов.

ЧПУ предлагает высокую точность и равномерность механических свойств во всему объему изделия (изотропность, в противовес анизотропным свойствам у напечатанных изделий), но обычно это обходится дороже, особенно при небольших объемах.

Если требуется большее количество изделий (сотни и более), то ни ЧПУ, ни 3Д-печать не могут быть экономически выгодным вариантом. Традиционные технологии формования, такие как литье по выплавляемым моделям или литье под давлением, как правило, являются наиболее экономически выгодным вариантом.

Таким образом общее количество изделий – тираж — является ключевым фактором при выборе технологии производства.

Характеристики процесса

Точность размеров.
Обработка с ЧПУ позволяет производить детали с высокими допусками не зависимо от размера и с отличной воспроизводимостью.

Из-за формы режущего инструмента внутренние углы изделия всегда будут иметь радиус, но внешние поверхности могут иметь острые края и могут обрабатываться очень тонко.

Различные виды 3D-печати предлагают разную точность размеров. Промышленные принтеры могут печатать детали с достаточно хорошими допусками. Если в технической документации прописаны требования к высокой точности, то критические размеры могут быть напечатаны на 3D-принтере негабаритно и затем обработаны во время последующей обработки.
Минимальная толщина стенок напечатанных деталей ограничена технологией печати, например, диаметром лазерного пятна в SLS. Поскольку детали изготавливаются послойно, линии слоев могут быть видны, особенно на изогнутых поверхностях.
Максимальный размер детали относительно невелик.

Материалы

ЧПУ в основном используется для обработки металлов и модельных пластиков:

Пластмассы: АБС, нейлон, поликарбонат, ПЭЭК

Металлы: Алюминий, Нержавеющая сталь, Титан, Латунь

3D-печать преимущественно работает с пластмассами и, в меньшей степени, с металлами.

Пластмассы: Нейлон, PLA, ABS, ULTEM, ASA, TPU

Металлы: Алюминий, Нержавеющая сталь, Титан, Инконель

Сложность геометрии изделия

Существует ряд ограничений, которые необходимо учитывать при проектировании деталей для обработки с ЧПУ, включая доступ к инструменту и зазоры, точки крепления, а также невозможность обрабатывать квадратные\острые углы из-за геометрии инструмента.

Некоторые изделия невозможно произвести на станках с ЧПУ (даже с 5-осевыми системами), так как инструмент не может получить доступ ко всем поверхностям.

Большинство геометрий требуют вращения детали для доступа к различным сторонам. Перестановка увеличивает время обработки и работы, также могут потребоваться нестандартные приспособления и дополнительные крепежи, что в совокупности влияет на окончательную стоимость изделия.

ЗD-печать

3D-печать имеет очень мало геометрических ограничений по сравнению с ЧПУ. Построение поддержки требуются в большинстве типов печати, таких как FDM или SLM / DMLS, и удаляются во время постобработки.

Способность создавать очень сложные геометрии является одним из ключевых преимуществ 3D-печати.

Производственный процесс

После поступления 3Д-модели на производство опытный технолог или инженер прорабатывает выбор инструмента, скорость обработки, траекторию движения инструмента и изменение положения детали. Все эти факторы сильно влияют на качество конечной детали и время работы. Процесс производства является трудоемким. После механической обработки компоненты готовы к использованию или последующей обработке.

3Д-печать

В 3D-печати оператор принтера подготавливает 3д-модель: выбирает ориентацию модели в принтере и добавляет поддержку, а затем отправляет готовый файл на принтер, где он печатается без дополнительного участия специалиста. Когда печать завершена, деталь должна быть очищена и подвергнута последующей обработке.

Постобработка

Ряд методов постобработки может быть применен как к деталям с ЧПУ, так и к 3D-печатным изделиям, которые улучшают функциональность или внешний вид изделия. Наиболее распространенные методы постобработки:

анодирование (тип II или тип III),

Для напечатанных изделий предварительно может дополнительно проводиться постобработка на станках с ЧПУ для повышения точности и качества поверхности.

Выводы

В определенной степени технологии ЧПУ и 3D-печать частично совпадают по своим возможностям, но у каждой из них есть свои сильные и слабые стороны, которые делают их пригодными для решения конкретных задач.

— Фрезерные станки с ЧПУ обычно лучше всего подходят для проектов, в которых требуются сложные высокоточные изделия из готовых материалов с тиражом производства от 100 до 1000 изделий.

— 3D-печать идеально подходит для создания прототипов и персонализированных\индивидуальных продуктов.

Источник

3D-печать и ЧПУ-фрезеровка — друзья или враги?

Диспозиция

Ситуация в промышленности сложилась так, что ЧПУ и 3D-печать сейчас — самые влиятельные технологии во многих отраслях. Конкурируют они, или дополняют друг друга? Есть разные мнения, рассмотрим вопрос подробнее.

Упрощая можно сказать, что ЧПУ это 3D-печать наоборот: 3D-печать создает объекты накладывая слой за слоем, ЧПУ — выбирая материал из заготовки, также послойно. Это как разница между лепкой скульптуры и вырезанием её из мрамора.

Очевидно, что какие-то детали качественнее воспроизводит один из этих процессов. Но есть много случаев, когда они хорошо работают вместе, например — когда финишная обработка 3D-печатных объектов производится на станках с ЧПУ, для шлифовки, более тонкой подгонки размеров или вырезания мелких деталей.

Разные сильные стороны

Есть ли смысл использовать эти процессы раздельно? В чем хорош каждый из них? Если вы когда-нибудь использовали 3D-печать, то знаете, что она особенно хороша при создании конструкций c очень сложной внутренней структурой.

Начиная с пустой платформы и накладывая слой за слоем, можно создать внутри детали структуру любой сложности, ограниченной лишь техническими возможностями принтера.

Яркий пример — лопатки промышленных газовых турбин и турбореактивных двигателей, которые раньше изготавливались исключительно литьем, причем — с огромным процентом брака, что еще больше увеличивало и без того немаленькую себестоимость. Такой подход к производству был обусловлен их структурой — в этих изделиях обязательны внутренние каналы охлаждения, которые никак иначе создать возможности не было.

Это была крайне сложная многоступенчатая технология, а выход брака при таком производстве доходил до 90%. Есть интересная статья, в которой об этом процессе можно узнать подробнее.

Конечно, так не могло продолжаться вечно, аддитивные технологии пришли и в эту область. Например: инженеры компании Siemens разработали технологический процесс, при котором расход ценного сырья значительно снизился, а качество получаемых изделий столь же серьёзно возросло. И срок разработки новых турбин — от идеи, до готового образца — уменьшился с 2-х лет до 2-х месяцев.

Используя порошок жаростойкого никелевого сплава и технологию селективного лазерного спекания, в Siemens Power уже создают и успешно испытывают рабочие прототипы новых реактивных двигателей — более экономичных, недорогих и надежных, чем прежние.

Это не единственный, но очень характерный пример того, что ЧПУ недоступно в принципе, а современными средствами 3D-печати достигается уже штатно.

Кроме того, объемная печать это гибкий процесс, позволяющий быстро переключаться между разными проектами, а себестоимость единицы продукции всегда одинакова, независимо от производимого количества. Таким образом, 3D-печать идеально подходит для производства персонализированных и уникальных объектов. Неудивительно, что она становится все более востребованной и применяемой во многих медицинских и стоматологических узкоспециализированных областях, где важно точное соответствие изделий нуждам каждого конкретного пациента.

Но не только уникальные изделия — 3D-печать способна, при должном подходе, создавать и вполне обыденные вещи, вполне серийными объемами. Такой пример: американская компания Local Motors готовится к серийному выпуску электрокара Strati, углепластиковые кузова которого будут печататься на 3D.

Их запустят в продажу уже в третьем квартале текущего года.

А компания Voodoo Manufacturing уже сейчас организовала целые небольшие роботизированные 3D-заводы, на которых изготавливает на заказ партии до 10 000 3D-печатных изделий.

Сделать заказ на целую партию распечаток можно удаленно, не вставая с кресла.

Есть у 3D-печати и недостатки — промышленные установки, которые способны печатать металлом крупные детали, все еще достаточно дороги.

Есть пока ограничение и по размеру изделий — большинство, даже промышленных 3D-принтеров, сейчас печатает детали не превышающие размерами стиральную машинку.

Зато очень хорошо показывает себя объемная печать в процессе проектирования любых изделий, делая создание прототипов и предсерийных образцов максимально быстрым и точным. И в экономичности 3D-печать вне конкуренции — количество отходов материала стремится к нулю, никакой стружки.

В производстве крупных партий первенство пока за ЧПУ-фрезерованием — по этой технологии можно производить значительные количества изделий прецизионного качества из разных материалов, достаточно быстро и, что еще важнее — по хорошо всем знакомой отработанной технологии, что бывает очень важно, если заказчик — огромная бюрократизированная корпорация, медленно вникающая в новшества, — это ускоряет взаимодействие в вопросах всевозможного согласования. Комплектующие коммерческого и промышленного оборудования изготавливаются именно по этой технологии, особенно — когда речь идет об изделиях из материалов высокой плотности — типа металлов.

ЧПУ также может использоваться и для производства небольших партий продукции, но себестоимость ее в таких случаях, как правило, достаточно велика.

Объединение

Таким образом, выбор между 3D-печатью и ЧПУ-обработкой часто определяется сложностью производственного цикла и массовостью производства. Но когда эти факторы не привносят противоречивых критических требований, данные технологии могут быть объединены с большим эффектом.

Тем ярче и эффективнее это объединение становится тогда, когда оно реализуется в концепции одного станка. Хороший пример такого аппарата: LASERTEC 65 3D компании DMG MORI.

Станок интересен тем, что способен и на пятиосевую высокоточную фрезеровку, и на печать металлом с помощью лазерного напыления, и на автоматическое переключение между этими режимами в рамках одной программы, т.е. — при обработке одной и той же детали.

Такой подход дает недостижимое ранее сочетание точности, скорости и функциональности.

Существует острая необходимость в дальнейших исследованиях и развитии этого подхода. Производители должны удовлетворять растущие потребности клиентов, а они все более прихотливы и разнообразны, поэтому технология должна развиваться, чтобы производство не отставало от спроса.

Более быстрое и эффективное производство товаров и услуг, которому способствует слияние технологий 3D-печати и ЧПУ-обработки, обеспечит максимально возможную экономическую эффективность.

В частности, вместе эти технологии способны решать сложные задачи в проектировании, с которыми сталкиваются сегодняшние производители — такие как облегчение конструкций и производство изделий с все более сложной геометрией.

Именно здесь 3D-печать, в сочетании с обработкой ЧПУ-станками, может достичь большего, чем большинство других технологических процессов. Вариативность применения 3D-печати повышается за счет точности механической обработки ЧПУ, обеспечивая возможность производства все более сложных объектов.

Учитывая, что ЧПУ обеспечивает точную финишную обработку деталей после 3D-печати, применение этой технологии не ограничится выпуском больших тиражей.

Хитрость в том, чтобы понять, в чем уникальная ценность каждой технологии и применять ее в процессе разработки и производства максимально выгодным образом. В цикле прототипирования, тестирования и производства, 3D-печать и ЧПУ можно использовать на разных этапах — где-то вместе, где-то раздельно. Работа с деловым партнером, который использует обе технологии, означает, что вы поднимете оперативность и эффективность своих производственных, а с ними и бизнес-процессов.

Таким образом, ЧПУ совсем не против 3D — чем дальше, тем больше они становятся неразлучны и работают в дуэте.

Увидеть

Увидеть своими глазами новинки 3D-техники и ЧПУ и узнать много нового об аддитивных технологиях вы можете 14 апреля в Москве, на нашей конференции-выставке Top 3D Expo 2017 — «Новинки и тренды развития российского рынка технологий 3D-печати и 3D-сканирования», которая пройдет в самом центре столицы, в ID Telegraf — Тверская 7.

На конференции выступят практикующие профессионалы, которые поделятся актуальной информацией и ответят на вопросы участников.

Участником конференции может стать любой — надо лишь забронировать место на сайте мероприятия и прийти 14 апреля, к 15:30 — к началу Additive Part.

До трех часов дня будет специализированная часть по цифровому моделированию и применению 3D в стоматологии, если вас интересует и эта область — приходите с утра, к 9:30.

Источник

Читайте также:  Как сделать приспособление для заточки ножей деревообрабатывающего станка
Оцените статью