Pencetak 3D ialah jenis peralatan pemprosesan baharu yang mampu menghasilkan pelbagai bentuk, dan aplikasinya telah menjadi semakin meluas sejak beberapa tahun kebelakangan ini. Tetapi ia juga mempunyai kelemahan dan situasi di mana ia tidak sesuai untuk diproses. Dalam situasi apakah pencetak 3D boleh memainkan peranan mereka, dan dalam situasi apakah pemprosesan tradisional lebih sesuai? Di bawah ialah ciri-ciri pencetak 3D dan perbezaannya daripada pemprosesan pemotongan.
Apakah percetakan 3D?
Pencetak 3D ialah peranti yang memotong data 3D menjadi kepingan nipis untuk membentuk bentuk dua dimensi, dan kemudian menyusun bentuk dua dimensi untuk membentuk model tiga dimensi yang sama dengan bentuk data 3D. Tidak seperti pemprosesan pemotongan yang mengeluarkan bahan, pemprosesan plastik yang membentuk bahan yang dibentuk, dan pemprosesan ubah bentuk, pembuatan aditif, juga dikenali sebagai pembuatan aditif, dianggap dari perspektif pemprosesan dengan bahan tambahan. Ciri-ciri pemprosesan pencetak 3D dimanifestasikan sebagai "pemodelan" dan "pelapis", yang terutamanya dibahagikan kepada kategori berikut berdasarkan kaedah pemodelan dan jenis bahan pemodelan.
Pengelasan berdasarkan kaedah pelapisan
Fused Deposition Modeling (FDM): Ini ialah kaedah pelapisan yang menyembur bahan cair panas daripada muncung, daripada model yang agak murah untuk kegunaan peribadi kepada kegunaan komersial, dengan rangkaian produk yang luas. Bahan pemodelan terutamanya resin, tetapi terdapat juga bahan untuk fasa logam. Sebagai contoh, dalam beberapa produk berangka termoplastik, bahan yang sama seperti yang sebenarnya digunakan dalam pengacuan suntikan boleh digunakan untuk pengacuan.
Kaedah pengacuan UV: Ia adalah kaedah penyinaran sinaran ultraungu ke resin cecair untuk mengeras dan menyimpan bahan. Penyinaran UV boleh dicapai menggunakan projektor UV dan laser, antara lain. Pada asasnya hanya digunakan untuk membentuk bahan resin. Bahan yang digunakan adalah bahan khusus. Kaedah pengacuan lapisan pensinteran serbuk menggunakan laser atau kaedah lain untuk menyinari lapisan nipis bahan serbuk, dan memanaskannya untuk melarutkan dan memejalkan bahan serbuk. Kemudian letakkan lapisan nipis serbuk bahan di atasnya dan lakukan penyinaran laser sekali lagi. Kaedah pelapisan ini dipanggil pemodelan pelapisan pensinteran serbuk. Secara amnya, bahan dan aditif dicampur untuk digunakan, dan fungsi aditif adalah untuk mencairkan dan mengikat bahan bersama-sama. Bahan yang digunakan untuk kaedah ini juga khusus.
Mengikut klasifikasi bahan
Bahan resin
Bahan logam
Pencetak 3D boleh memproses bahan resin dan logam. Oleh kerana bahan yang berbeza yang boleh diproses oleh model peralatan yang berbeza, adalah perlu untuk menggunakan model peralatan yang berbeza mengikut tujuan reka bentuk.
Pencetak 3D selalunya memberi orang gambaran bahawa mereka boleh memproses dan menghasilkan sebarang bentuk dengan mudah, tetapi pada hakikatnya, pemodelan dan pemprosesan berkualiti tinggi memerlukan kaedah dan pengalaman terkumpul. Peralatan jenis ini tidak boleh menghasilkan segala-galanya sesuka hati. Di samping itu, kadangkala pasca pemprosesan selepas pengacuan juga memerlukan lebih banyak masa, seperti mengeluarkan bahagian pengacuan pengapit yang digunakan untuk menstabilkan bentuk. Banyak syarikat menyediakan perkhidmatan profesional jenis ini, dan kami harus mengutamakan pendekatan ini untuk mencapainya.
Perbezaan antara percetakan 3D dan pemprosesan pemotongan
Perbezaan terbesar antara percetakan 3D dan pemotongan ialah kaedah pemprosesan, dan terdapat banyak perbezaan lain sebagai tambahan.
Perbezaan dalam Kaedah Pemprosesan
Pencetak 3D: pembuatan bahan tambahan yang menambah bahan untuk mencapai bentuk yang diingini.
Pemprosesan pemotongan: Mengeluarkan bahagian yang tidak diperlukan daripada bahan seperti blok dan memprosesnya untuk membezakan bentuk yang boleh dimesin.
Pencetak 3D: Ditindan berdasarkan bentuk keratan rentas 2D, ia boleh memproses lubang berongga, tergantung dan melengkung, dsb. Sebaliknya, daging tebal, ketulan tidak berongga, dsb. tidak sesuai untuk kaedah jenis ini kerana kepada keperluan untuk lebih banyak bahan.
Pemprosesan pemotongan: Lubang berongga atau melengkung dalaman tidak boleh dimesin. Di samping itu, untuk pemesinan lubang yang tergantung dan melintang, adalah perlu untuk mengapit dan membetulkan bahan kerja beberapa kali semasa proses pemesinan, jadi tahap kebebasan bentuk yang boleh dimesin tidak terlalu tinggi. Sebaliknya, kaedah ini memotong bentuk daripada bahan blok, menjadikannya lebih mudah untuk menghasilkan ciri berdinding tebal.
Perbezaan dalam data yang diperlukan untuk pemprosesan
Pencetak 3D: Bukan sahaja data reka bentuk 3D, tetapi juga data cetakan 3D diperlukan. Selain itu, bergantung pada bentuk, mungkin perlu untuk mereka bentuk sokongan, yang mungkin memerlukan perisian khusus atau data 3D seperti STL, STEP, IGS sebagai data perantaraan. Membuat data untuk ini mungkin mengambil masa yang lama.
Pemprosesan pemotongan: Menggunakan alatan mesin untuk memotong boleh menggunakan lukisan 2D. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, NC "pemesinan automatik" telah beransur-ansur menjadi arus perdana, yang mana program aplikasi (CAM) untuk mencipta program NC secara automatik digunakan secara meluas. Selain format data 2D biasa seperti DXF, program NC juga boleh dibuat dengan mengenali format data 3D seperti STEP dan IGS, terutamanya untuk bentuk yang kompleks. Daripada ini, kita boleh mencipta data dengan mudah untuk mencapai objektif pemprosesan.
Perbezaan antara bahan boleh dimesin
Pencetak 3D biasanya memerlukan bahan khusus. Oleh itu, sebagai tambahan kepada had pada bahan pilihan, bahan khusus juga mempunyai kelemahan seperti lebih mahal daripada bahan umum.
Pemprosesan pemotongan: Ia bukan sahaja boleh memproses logam, tetapi juga pelbagai bahan lain seperti plastik.
Contoh yang lebih sesuai untuk cetakan 3D berbanding pemprosesan pemotongan
Setiap kaedah pemprosesan mempunyai kelebihan dan kekurangannya. Di bawah ialah beberapa kes di mana percetakan 3D lebih sesuai daripada pemesinan pemotongan.
Pengesahan kreatif 3D: Jika perlu untuk mengesahkan penampilan produk semasa peringkat perancangan produk, kaedah ini boleh digunakan dengan berkesan. Berbanding dengan spesifikasi, lukisan dan ilustrasi, ia boleh memberikan pengalaman yang lebih jelas dan intuitif kerana ia boleh dipaparkan di hadapan mata seperti objek fizikal.
Struktur berongga dan lubang melengkung dalaman: Kaedah ini sangat sesuai jika anda ingin mencapai struktur berongga untuk mengurangkan berat, atau jika anda ingin mencapai bentuk lubang melengkung yang kompleks di dalam produk. Terutama apabila membuat lubang melengkung secara dalaman, kerana pemotongan melibatkan lubang pemesinan dari dua arah dan bersilang, hanya lubang lurus dengan sudut R boleh dibuat. Tetapi pencetak 3D boleh mencapai lubang melengkung dan melengkung yang kompleks.
Pengeluaran produk percubaan: Terutamanya untuk produk plastik, untuk menjalankan pengeluaran percubaan, acuan percubaan mesti dibuat semasa pemprosesan pemotongan. Walau bagaimanapun, oleh kerana pencetak 3D tidak memerlukan acuan, pengeluaran percubaan boleh dijalankan dengan kos yang rendah. Kaedah lain ialah mengeluarkan acuan yang digunakan untuk pengacuan suntikan atau pengecapan, bukannya prototaip itu sendiri.
Model pembinaan dan bangunan: Pencetak 3D sesuai untuk mencipta struktur melengkung yang kompleks. Selain itu, ia juga mahir dalam memproses bentuk berongga, menjadikannya lebih sesuai untuk penggayaan model seni bina. Dalam proses pemotongan, sukar untuk mencapai bentuk berongga, jadi ia mesti dibahagikan kepada beberapa bahagian untuk pembuatan dan pemasangan. Di negara luar, fenomena menggunakan percetakan 3D untuk menghasilkan bangunan sendiri semakin meningkat secara beransur-ansur, tetapi isu seperti kos bahan dan ketepatan gabungan komponen masih wujud.
Pengeluaran berbilang pelbagai dan kelompok kecil: Kelebihan pencetak 3D ialah ia tidak memerlukan acuan dan boleh mengeluarkan secara bebas. Oleh itu, pencetak 3D sesuai untuk pelbagai jenis pengeluaran berskala kecil, seperti menghasilkan semula prostetik dan produk yang sudah tidak dicetak, serta lekapan yang digunakan pada barisan pengeluaran. Ia juga boleh digunakan untuk memproses produk yang memenuhi keperluan pelanggan yang berbeza, seperti bahagian automotif tersuai. Dan selagi ada data, perkara yang sama boleh dibuat dengan segera, menghapuskan risiko inventori tidak terjual dan lebihan.
Membezakan secara berkesan antara percetakan 3D dan pemprosesan pemotongan
Cabaran terbesar pencetakan 3D ialah ketepatan pemesinan yang rendah. Untuk digunakan dalam kombinasi dengan bahagian lain, pemesinan adalah penting. Bentuk bahagian yang digabungkan dengan tepat dengan bahagian lain, seperti skru, tidak sesuai. Kelajuan pemprosesan pencetakan 3D adalah lebih perlahan daripada pemotongan, dan kos operasi, termasuk bahan, juga tinggi, menjadikannya tidak sesuai untuk pengeluaran berskala besar. Oleh itu, kecuali untuk beberapa jenis pengeluaran kelompok kecil, ia biasanya digunakan untuk pemprosesan dan pengeluaran acuan yang digunakan dalam sampel, prototaip, atau percubaan. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, terdapat juga kes dalam industri automotif dan penerbangan di mana produk yang dibuat dengan pencetak 3D dipasang terus sebagai produk akhir, tetapi mereka belum mencapai tahap menggantikan peralatan pemprosesan tradisional. Walaupun sebagai prototaip, masih terdapat masalah dengan ketepatan dan kekasaran permukaan, serta kesukaran bahan logam menjadi cacat terma.
Oleh itu, pendekatan yang ideal ialah menggunakan percetakan 3D dalam beberapa aplikasi terhad (seperti pengeluaran percubaan) dan mengguna pakai pemesinan pemotongan semasa pengeluaran percubaan yang tepat dan peringkat pengeluaran besar-besaran. Selain itu, dalam situasi di mana penilaian prestasi pada tahap yang sama seperti produk yang dikeluarkan secara besar-besaran diperlukan, pencetak 3D mungkin tidak dapat menggunakan bahan yang sama seperti produk yang dihasilkan secara besar-besaran. Pada ketika ini, perlu menggunakan peralatan pemotongan untuk mencapainya.
Tidak seperti proses pemotongan yang mengeluarkan bahan, pencetak 3D ialah peralatan pemprosesan yang menambah bahan untuk mencapai bentuk yang diingini untuk pembuatan bahan tambahan. Susun dan lapiskan bentuk 2D bagi kepingan data 3D ke dalam bentuk yang diingini. Percetakan 3D boleh dibahagikan kepada pemodelan pemendapan cair (FDM), pemodelan ultraviolet, pemodelan lapisan pensinteran serbuk, dan lain-lain mengikut kaedah pelapisan, dan boleh dibahagikan kepada resin dan logam mengikut bahan yang digunakan. Walaupun ia juga mungkin untuk memproses bentuk yang tidak boleh dicapai dengan memotong, seperti melepak, lubang melintang dan lubang melengkung dalaman, ketepatan pencetakan 3D pada masa ini lebih rendah berbanding pemotongan, memerlukan bahan khusus dan masa pemprosesan yang lebih lama. Oleh itu, berbanding pengeluaran besar-besaran, pencetak 3D lebih sesuai untuk tujuan terhad khas semasa pengeluaran percubaan dan proses perancangan.