Bisakah pasca{0}}pemrosesan sepenuhnya menggantikan pemrosesan tradisional?

一, Batasan teknis: "batas atas kemampuan" dan "kesenjangan aplikasi" dari mesin pemrosesan pasca{0}}pemrosesan
1. Perbedaan dalam seberapa baik bahan dapat digunakan
"Manufaktur subtraktif", yang lebih fleksibel dalam hal kualitas bahan, memungkinkan pemrosesan tradisional. Misalnya, untuk memotong paduan-kekerasan tinggi seperti kobalt kromium molibdenum, Anda perlu menggunakan alat PCD atau pemesinan-berbantuan ultrasonik. Di sisi lain, untuk membuat material serupa menggunakan manufaktur aditif, Anda perlu menghilangkan cacat pori internal melalui pengepresan isostatik panas (HIP) dan kemudian memenuhi persyaratan akurasi permukaan melalui penggilingan CNC lima-sumbu. Meskipun metode ini dapat membuat komponen berkinerja-tinggi, sifat metalurgi serbuk dari proses manufaktur aditif membatasi bahan yang dapat digunakan. Hal ini membuat sulit untuk secara langsung menggantikan kemampuan pemrosesan metode penempaan tradisional untuk billet logam berukuran besar.
"Tantangan ganda" untuk mendapatkan ukuran dan kualitas permukaan yang tepat
Tujuan utama pasca{0}}pemrosesan adalah untuk memperbaiki masalah yang ada pada manufaktur aditif. Misalnya, toleransi ketebalan profil bilah pada bagian cetak 3D-cakram turbin mesin pesawat terbang perlu diperbaiki dari ± 0,3 mm hingga ± 0,05 mm melalui pemotongan dan penggilingan kawat. Kekasaran permukaan juga perlu diturunkan dari Ra8-15 μm menjadi Ra0,8-1,6 μm. Untuk komponen optik yang memerlukan presisi tingkat mikrometer, seperti reflektor laser, penggilingan ultra-presisi tradisional masih merupakan pilihan terbaik. Hal ini karena pasca-pemrosesan bergantung pada beberapa proses yang bekerja sama, sehingga sulit untuk menghilangkan semua kesalahan yang menumpuk.
3. "Paradoks efisiensi" dalam memproses struktur yang rumit
Manufaktur aditif memiliki fitur "manufaktur gratis" yang memudahkan pengerjaan dengan struktur rumit seperti permukaan tidak rata dan saluran aliran internal. Namun, tahap-pemrosesan mungkin membuat efisiensi ini kurang berguna. Misalnya, penggilingan CNC diperlukan untuk menghilangkan residu penyangga dari bagian paduan aluminium cetak 3D-dari jenis braket satelit tertentu. Hal ini mengurangi bobot sebesar 15%, namun prosesnya juga membutuhkan waktu 30% lebih lama dibandingkan metode pengecoran dan permesinan tradisional. Biaya satuan prosedur stamping dan perlakuan panas tradisional masih lebih rendah dibandingkan dengan kombinasi aditif dan pasca-perawatan untuk suku cadang standar yang dibuat dalam jumlah besar, seperti batang penghubung untuk mobil.
2, Struktur Biaya: "Ambang Batas Ekonomi" untuk Pemrosesan dengan Mesin Pasca Pemrosesan
1. Biaya pembelian dan pemeliharaan peralatan
Harga peralatan pasca-pemrosesan seperti peralatan mesin CNC penghubung lima sumbu dan mesin pemoles laser bisa mencapai jutaan yuan untuk satu unitnya. Untuk mencapai kontrol loop-tertutup, mesin ini memerlukan sistem deteksi online dan teknologi jaringan pintar. Misalnya, dibutuhkan biaya ratusan ribu yuan untuk membuat post processor khusus untuk pusat permesinan lima-sumbu German Hammer C20U. Biaya pemrograman untuk mesin milling biasa hanya 1/10 dari biaya tersebut. Selain itu, biaya pembuatan bahan bubuk aditif (seperti bubuk paduan titanium, yang harganya sekitar 2000 yuan/kg) jauh lebih besar dibandingkan bahan batangan tradisional. Hal ini membuat total biaya pasca{13}}pemrosesan menjadi lebih tinggi.
2. Panjangnya rantai proses dan biaya tersembunyi
Pemrosesan pasca-pemrosesan memerlukan penggabungan banyak proses, termasuk manufaktur aditif, perlakuan panas, dan penyelesaian permukaan, yang mengarah pada rantai proses yang memanjang dan meningkatkan biaya tersembunyi. Misalnya, untuk membuat kondilus femoralis paduan kromium molibdenum kobalt untuk implan medis, pemolesan elektrolitik diperlukan untuk menghilangkan adhesi bubuk, dan kemudian penggilingan mikro diperlukan untuk memperbaiki akar benang. Dibutuhkan lebih dari 8 jam untuk memproses satu bagian, meskipun prosedur penempaan standar dan pembubutan CNC hanya membutuhkan waktu 2 jam. Meskipun pasca-pemrosesan dapat membuat sesuatu menjadi lebih individual, masih sulit untuk menandingi keuntungan "satu-pencetakan satu kali" dari metode tradisional ketika membuat banyak hal.
3. Ketergantungan pada keterampilan dan biaya tenaga kerja
Operator harus lebih terampil untuk melakukan-pemrosesan pasca-pemrosesan. Misalnya, Anda perlu mengetahui cara mengonversi antara sistem koordinat benda kerja dan sistem koordinat mesin dalam pemrograman CNC lima-sumbu. Di sisi lain, waktu pelatihan keterampilan pemesinan pembubutan dan penggilingan tradisional sangat cepat. Selain itu, perbaikan cacat pada manufaktur aditif (seperti pengisian pori-pori) memerlukan perpaduan antara pengeboran, pengelasan, dan permesinan, yang menjadikan keterampilan yang dibutuhkan pekerja proses jauh lebih tinggi dan biaya tenaga kerja lebih mahal.
3, Ekologi Industri: Keunikan dan Perkembangan Kooperatif Pengolahan Konvensional
1. Fungsi “batu pemberat” pada industri fundamental
Industri dasar seperti mobil dan listrik masih paling banyak menggunakan pengolahan tradisional. Misalnya, metode pengecoran dan pemesinan blok silinder mesin otomotif dapat menghasilkan jutaan silinder setiap tahunnya. Di sisi lain, manufaktur aditif sulit untuk masuk ke dalam rantai pasokan utama karena tidak terlalu efisien. Selain itu, mengatur aliran garis logam selama penempaan klasik dapat meningkatkan kekuatan lelah komponen secara signifikan. Hal ini masih diperlukan untuk membuat-komponen struktur utama yang menahan beban pada pesawat terbang.
2. Menempatkan "pasar khusus" untuk-pemrosesan pasca di tempat yang tepat
Manfaat utama pasca-pemrosesan adalah memenuhi kebutuhan "kompleksitas tinggi, ukuran batch rendah, dan presisi tinggi". Misalnya, di bidang kedirgantaraan, pemolesan elektrokimia (ECP) perlu digunakan untuk menghilangkan saluran aliran internal nozel bahan bakar cetak 3D. Hal ini dilakukan untuk menurunkan gerinda dan hambatan aliran, yang sulit dilakukan dengan pemesinan tradisional untuk arsitektur saluran mikro semacam itu. Dalam dunia kedokteran, penggilingan mikro digunakan untuk mengubah ulir akar implan yang disesuaikan agar sesuai dengan jaringan tulang pasien. Ini adalah sesuatu yang tidak dapat dilakukan oleh metode standar.
3. Pola “evolusi kolaboratif” dalam bagaimana teknologi diintegrasikan
Proses gabungan “aditif+subtraktif” akan menjadi fokus utama persaingan dalam industri manufaktur di masa depan. Misalnya, perangkat lunak Siemens NX telah memungkinkan jalur manufaktur aditif dan pemesinan CNC lima-sumbu bekerja sama untuk mengoptimalkan satu sama lain. Hal ini dilakukan dengan menggunakan teknologi kembar digital untuk memprediksi deformasi dan secara otomatis membuat program kompensasi untuk menjaga akurasi pemesinan di bawah ± 0,01 mm. Selain itu, menggabungkan sistem perlakuan panas dengan platform digital seperti Sistem Cloud Zero Code yang Disederhanakan dapat membuat loop kontrol produksi, yang membuat perbedaan biaya antara pasca-pemrosesan dan metode tradisional menjadi lebih kecil.