Apakah perlu melakukan pemesinan presisi CNC setelah pencetakan 3D logam?

1. Inti teknologi: kemampuan bahan aditif dan subtraktif untuk bekerja sama
Perbedaan utama antara pemesinan presisi CNC dan pencetakan 3D logam adalah apa yang membuat keduanya bekerja sama dalam proses pembuatan:
Berbagai Cara untuk Membentuk
Pencetakan 3D logam menghasilkan sesuatu dengan melelehkan bubuk logam satu lapis dalam satu waktu. Permukaannya menunjukkan pola lapisan yang khas dan jejak kolam lelehan. Mungkin ada masalah pada struktur mikro, seperti serbuk yang belum menyatu dan mikropori. Pemesinan presisi CNC menggunakan pemotongan pahat untuk menghilangkan material, menciptakan efek cermin dengan Ra0,8 μm atau lebih rendah, dan dapat mengatur toleransi dimensi hingga ± 0,01 mm.
Batasan kemampuan proses
Pencetakan 3D memiliki beberapa manfaat. Misalnya, dapat membuat struktur rumit yang sulit dibuat menggunakan metode lama, seperti saluran pendingin konformal, struktur pengurang berat kisi, dan rongga dengan banyak sudut. Misalnya, bilah mesin penerbangan tertentu menggunakan pencetakan 3D untuk membuat bagian dalamnya berlubang, yang mengurangi bobot sebesar 40% sekaligus menjaga kekuatan strukturnya.
Keuntungan pemesinan CNC: Pemesinan yang lebih efisien untuk bentuk umum seperti bidang dan silinder, dan tidak perlu menangani sisa struktur pendukung. Misalnya, penggilingan CNC membuat kekasaran permukaan poros transmisi mobil tertentu menjadi Ra0,4 μm, yang memenuhi kebutuhan ketahanan aus untuk putaran kecepatan-tinggi.
Tren manufaktur hibrida
Metode hibrida "pencetakan 3D + pemesinan presisi CNC" menjadi standar di industri. Misalnya, perusahaan yang membuat cetakan presisi menggunakan pencetakan 3D untuk membuat inti cetakan dengan tiga lapisan saluran pendingin interior. Kemudian, mereka menggunakan permesinan CNC untuk membuat proses pendinginan 30% lebih efisien dan memangkas waktu pengiriman dari 14 hari menjadi 5 hari.
2. Permintaan industri: berbagai kriteria kekasaran permukaan
industri yang berbeda memiliki kebutuhan yang berbeda terhadap kualitas permukaan, yang secara langsung mempengaruhi kebutuhan akan pemesinan presisi CNC:
Bidang dirgantara
Suku cadang harus mampu menangani kondisi yang keras (suhu tinggi, tekanan tinggi, dan tegangan tinggi), dan cacat permukaan dapat menyebabkan retakan akibat kelelahan.
Contoh umum adalah pemesinan CNC mengurangi kekasaran permukaan penyegelan dari Ra12 μm menjadi Ra0,8 μm ketika jenis nosel mesin roket tertentu dicetak 3D. Hal ini memperpanjang umur penyegelan pada suhu tinggi dari 50 kali menjadi 200 kali.
Memilih proses: Bagian-bagian penting, seperti permukaan penyegelan dan permukaan perkawinan, harus dibuat dengan mesin presisi CNC. Permukaan non-bantalan dapat mempertahankan tekstur cetakan untuk menghemat berat.
Bidang implan medis
Persyaratan penting: Kekasaran permukaan mempengaruhi kemungkinan perlekatan sel tulang dan perkembangbiakan bakteri.
Prostesis sendi panggul paduan titanium harus memiliki kualitas permukaan Ra1,5–2,5 μm agar tulang dapat tumbuh di dalamnya. Sebuah perusahaan tertentu membuat badan prostetik menggunakan pencetakan 3D. Kemudian, untuk membuat permukaan lebih halus hingga Ra0,8 μm, mereka menggunakan kombinasi pemolesan kimia dan pemolesan CNC. Hal ini menjaga struktur mikropori yang dibuat dengan pencetakan, sehingga membuat tubuh lebih kompatibel dengan makhluk hidup.
Memilih proses yang tepat: Permukaan fungsional memerlukan pemotongan CNC yang presisi, sedangkan permukaan struktural dapat mempertahankan tekstur cetakan.
Di dunia elektronik konsumen
Kehalusan permukaan merupakan faktor kunci yang memengaruhi tampilan produk dan kinerja optiknya.
Dalam skenario umum, pemesinan CNC menurunkan kekasaran permukaan dudukan kamera ponsel cetak 3D-dari Ra3,2 μm menjadi Ra0,05 μm. Hal ini membuat dudukan tersebut memantulkan lebih banyak cahaya tampak, dari 85% menjadi 92%, yang merupakan kebutuhan sistem komunikasi laser.
Memilih proses: Permukaan optik perlu dikerjakan dengan presisi CNC, sedangkan permukaan struktural dapat mempertahankan tekstur cetakan.
Industri Energi dan Cetakan: Kualitas permukaan harus mencapai keseimbangan antara ketahanan terhadap korosi dan kemudahan pengerjaan.
Inti cetakan injeksi cetak 3D-untuk mobil digunakan untuk membuat saluran pendingin konformal. Kemudian dilakukan sandblasting agar permukaannya tidak terlalu kasar, mulai dari Ra15 μm hingga Ra6,3 μm. Hal ini meningkatkan umur cetakan dari 100.000 penggunaan menjadi 500.000 penggunaan.
Memilih proses: Untuk permukaan yang tidak bersentuhan, Anda dapat menggunakan-metode berbiaya rendah seperti sandblasting. Untuk permukaan yang bersentuhan, Anda memerlukan pemesinan presisi CNC.
3. Efektivitas-biaya: Logika Ekonomi dalam Memilih Proses
Untuk memutuskan apakah akan menggunakan pemesinan presisi CNC, Anda perlu mempertimbangkan dengan cermat kelayakan teknis, siklus pengiriman, dan biaya produksi.
Penilaian kelayakan teknis
Kompleksitas struktural: Jika produk memiliki fitur yang sulit dibuat dengan CNC (seperti lubang silang di bagian dalam atau struktur-berdinding tipis), pencetakan 3D mungkin merupakan satu-satunya pilihan. Misalnya, pencetakan 3D membuat ruang pembakaran penuh seperti mesin pesawat, sehingga menghindari kesulitan konsentrasi tegangan yang mungkin terjadi pada metode pengelasan tradisional.
Persyaratan akurasi: Pemesinan presisi CNC diperlukan jika persyaratan toleransi lebih tinggi dari yang dapat dilakukan pencetakan 3D (misalnya ± 0,01 mm). Misalnya, blanko untuk roda gigi berpresisi-tinggi dibuat melalui pencetakan 3D, dan penggilingan CNC meningkatkan akurasi profil gigi dari level IT8 ke level IT5.
Mengoptimalkan siklus pengiriman
Untuk pesanan mendesak, pencetakan 3D dapat melewati langkah pengembangan cetakan dan dengan cepat merespons "pengiriman cetakan desain". Misalnya, sebuah perusahaan kendaraan energi baru menggunakan pencetakan 3D untuk membuat prototipe braket baterai. Seluruh prosedur, mulai dari desain hingga perakitan, hanya memakan waktu 48 jam.
Jika ukuran batch besar (lebih dari 1000 buah), pemesinan CNC mungkin lebih murah untuk produksi batch. Perusahaan manufaktur suku cadang standar dapat menggunakan pemrosesan batch CNC pada sambungan paduan aluminium untuk membuat satu item 60% lebih murah daripada pencetakan 3D.
Kontrol total biaya pengiriman
Saat menggunakan pemesinan CNC, Anda harus memikirkan biaya implisit seperti pemrograman, penjepitan, dan pengujian cetakan. Di sisi lain, pencetakan 3D dapat menurunkan biaya peralatan dan risiko pengulangan desain. Misalnya, pencetakan 3D dapat membuat bagian struktural yang rumit sekaligus, sehingga menghemat waktu yang diperlukan untuk mengganti alat dan jalur proses hingga 70%.
Tingkat pemanfaatan material: Pemesinan CNC biasanya menggunakan 50% hingga 70% material, sedangkan pencetakan 3D dapat menggunakan lebih dari 90%. Misalnya, pencetakan 3D membuat item paduan titanium tertentu, yang harganya 40% lebih murah dibandingkan penggilingan CNC.