Apa perbedaan antara-pemrosesan pasca pencetakan 3D logam dan permesinan tradisional?

一, Prinsip teknis: Perbedaan antara proses manufaktur aditif dan subtraktif
Pencetakan 3D logam adalah jenis manufaktur aditif (AM) yang membuat objek tiga-dimensi dengan menumpuk lapisan serbuk logam (seperti paduan titanium dan baja tahan karat) atau kabel dan melebur serta memadatkannya dengan sumber panas seperti laser dan berkas elektron. Prosedur ini tidak memerlukan cetakan dan dapat langsung mengubah model digital menjadi nyata. Namun, permukaan bagian yang dicetak kasar (Ra6,3–12,5 μm), dan mungkin terdapat tegangan sisa atau cacat pori mikro di dalamnya yang perlu diperbaiki untuk kinerja yang lebih baik melalui pasca-pemrosesan.

Pemesinan tradisional didasarkan pada gagasan produksi subtraktif. Ini dimulai dengan billet logam penuh dan menggunakan alat pemotong seperti pembubutan, penggilingan, dan pengeboran untuk menghilangkan material tambahan hingga bentuk yang diinginkan tercapai. Keunggulannya adalah presisi cetakan yang sangat baik (hingga level IT5) dan kehalusan permukaan yang baik (Ra0,1-0,4 μm), namun sulit untuk bekerja dengan bentuk yang rumit (seperti permukaan berlubang dan tidak rata), dan tingkat pemanfaatan materialnya rendah (hanya 50% hingga 70%).

Perbedaan Utama:

Keadaan material: Setelah pencetakan 3D, kualitas metalurgi serbuk (porositas seperti itu) perlu diperbaiki, dan pemesinan perlu memperbaiki masalah deformasi yang terjadi saat tegangan pemotongan diterapkan.
Kebebasan desain: Pencetakan 3D dapat melakukan "pencetakan tidak didukung" pada struktur rumit, dan pasca-pemrosesan hanya perlu memastikan kinerja lokal sebaik mungkin; Pemesinan dibatasi oleh betapa mudahnya mendapatkan alat pemotong, dan struktur yang rumit perlu dibongkar dan dipasang kembali setelah pemesinan.
2, Alur proses: Pemisahan jalur dari "memperbaiki masalah" menjadi "membuat segalanya lebih akurat"
1. Pasca-pemrosesan pencetakan 3D logam: Pengoptimalan kolaboratif multi-tautan
Biasanya ada empat fase utama dalam pasca-pemrosesan komponen cetakan 3D logam:

Membersihkan dan melepas penyangga: Singkirkan struktur penyangga yang dibuat selama pencetakan dan sisa bubuk di permukaan menggunakan pembersihan ultrasonik. Misalnya, setelah mencetak bilah mesin pesawat terbang, penyangga paduan titanium perlu digores secara kimiawi agar tidak harus dilepas secara mekanis, yang dapat merusak permukaan.
Perlakuan panas adalah proses menghilangkan tegangan sisa dan membuat bahan menjadi lebih baik dengan menggunakan metode seperti anil dan pendinginan. Misalnya, pemasok suku cadang otomotif menggunakan perlakuan termal T6 pada braket paduan aluminium cetak 3D-yang membuatnya lebih kuat dan ringan dengan meningkatkan kekuatan tariknya dari 320MPa menjadi 380MPa.
Dengan pemesinan presisi mekanis, Anda dapat melakukan penggilingan CNC atau menggiling dimensi penting (seperti permukaan penyegelan dan permukaan penyatuan) hingga ± 0,01 mm. Misalnya, sebuah bisnis yang membuat implan medis menggunakan pusat permesinan penghubung lima-sumbu untuk menurunkan kekasaran permukaan cangkir asetabular paduan titanium cetakan 3D dari Ra3,2 μm menjadi Ra0,8 μm, yang memenuhi standar biokompatibilitas implan.
Perawatan permukaan: Gunakan metode seperti sandblasting, electroplating, anodising, dan lainnya untuk membuat permukaan lebih tahan terhadap korosi. Salah satu perusahaan teknik kelautan menggunakan teknologi oksidasi busur mikro untuk membuat lapisan oksida tebal pada permukaan katup paduan aluminium cetak 3D. Hal ini membuat mereka lima kali lebih tahan terhadap korosi di air laut.
2. Pasca-pemrosesan pemesinan tradisional: meningkatkan akurasi dan kegunaan secara bersamaan
Sasaran utama pemesinan tradisional pasca{0}}pemrosesan adalah untuk meningkatkan akurasi dan fungsionalitas. Caranya juga cukup sederhana:

Deburring dan chamfering: Gunakan alat manual atau otomatis untuk menghilangkan sisa gerinda selama pemotongan. Ini akan mencegah perakitan dari kerusakan.
Penguatan permukaan: Membuat permukaan lebih keras dengan menggunakan metode seperti rolling dan shot blasting. Misalnya, sebuah perusahaan yang membuat roda gigi menggunakan shot peening untuk meningkatkan tegangan tekan pada permukaan roda gigi yang dikerjakan sebesar 30% dan menggandakan umur lelahnya.
Pelapisan fungsional adalah proses memberikan kualitas tertentu pada suatu bagian melalui metode seperti pelapisan kimia dan pelapisan listrik. Misalnya, sebuah perusahaan yang membuat konektor elektronik menggunakan metode pelapisan nikel kimia untuk membuat lapisan nikel setebal 0,5 μm pada terminal paduan tembaga mesin, sehingga pengelasan jauh lebih andal.
Perbandingan utama:

Kompleksitas proses: Pemrosesan pasca pencetakan 3D-membutuhkan kolaborasi antara beberapa tautan, dan parameter perlakuan panas perlu diubah berdasarkan sifat material. Tingkat standarisasi prosedur pasca-pemrosesan untuk pemesinan tinggi, namun struktur yang rumit mungkin memerlukan banyak penjepit.
Struktur biaya: Biaya pencetakan 3D{0}}pasca pemrosesan merupakan bagian besar dari total biaya (hingga 40%), sebagian besar disebabkan oleh biaya peralatan perlakuan panas dan pemesinan presisi. Biaya pasca-pemrosesan dalam pemesinan rendah (sekitar 10%–15%), namun biaya keausan pahat tinggi dalam produksi-skala besar.
3, Skenario aplikasi: beralih dari "penyesuaian-bernilai tambah tinggi" ke "standardisasi-berskala besar" di domain yang sama
1. Pasca-pemrosesan pencetakan 3D logam: berkonsentrasi pada ambang batas yang lebih tinggi dan skenario yang berharga.
Dirgantara: Sebuah perusahaan dirgantara tertentu menggunakan pencetakan 3D untuk membuat ruang bakar mesin. Untuk mendapatkan kepadatan material sebesar 99,9%, mereka menghilangkan pori-pori internal dengan mengolahnya dengan pengepresan isostatik panas (HIP). Hal ini membuat suku cadang dapat diandalkan dalam lingkungan-tekanan tinggi dan-suhu tinggi.
Implan medis: Perusahaan ortopedi tertentu menggunakan tulang buatan struktur berpori paduan titanium cetak 3D-, meningkatkan sambungan pori-pori melalui perawatan pemolesan elektrolitik, mendorong proliferasi sel tulang, dan meningkatkan tingkat keberhasilan klinis hingga 98%.
Cetakan kompleks: Pemasok interior mobil tertentu telah memotong siklus pencetakan injeksi sebesar 40% dan meningkatkan hasil produk menjadi 99,5% dengan mencetak cetakan saluran pendingin konformal 3D dan menggunakan EDM (mesin pelepasan listrik) untuk memperbaiki rongga cetakan.
2. Pasca-pemrosesan pemesinan tradisional: memimpin produksi-skala besar dan terstandarisasi
Mesin otomotif: Sebuah perusahaan kendaraan tertentu membuat bagian-bagian penting seperti blok silinder dan poros engkol dengan mengolahnya lalu mengolahnya dengan karburasi dan pendinginan untuk membuat permukaannya lebih keras. Hal ini membuat mesin bertahan hingga 200.000 kilometer.
Elektronik konsumen: Perusahaan yang membuat ponsel menggunakan pemesinan CNC pada rangka paduan aluminium dan perlakuan anodisasi untuk memberikan tampilan berwarna. Mereka bisa menghasilkan lebih dari 5 juta unit sebulan.
Mesin Umum: Sebuah perusahaan katup tertentu membuat-katup bola berpresisi tinggi dengan mengolahnya lalu menambahkan pelapisan krom yang kuat agar lebih tahan terhadap keausan. Katup ini bertahan lebih dari 10 tahun.
Tren di Pasar:

Manufaktur terintegrasi: Semakin banyak bisnis yang menggunakan perpaduan "pencetakan+pemesinan 3D". Misalnya, salah satu penyedia suku cadang penerbangan membuat blanko dekat-net menggunakan pencetakan 3D dan kemudian menggunakan pemesinan untuk mendapatkan presisi akhir. Hal ini meningkatkan penggunaan material hingga 85% dan memangkas siklus produksi sebesar 60%.
Peningkatan cerdas: Algoritme AI ditambahkan ke pasca-pemrosesan pencetakan 3D untuk meningkatkan parameter proses. Misalnya, sebuah perusahaan menggunakan model pembelajaran mesin untuk menebak bagaimana perlakuan panas akan mengubah bentuk sesuatu, sehingga meningkatkan tingkat kualifikasi pemrosesan dari 82% menjadi 95%.