الطباعة ثلاثية الأبعاد مقابل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: أيهما أفضل؟

ما المقصود بالطباعة ثلاثية الأبعاد والتصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟

الطباعة ثلاثية الأبعاد يصنع الأشياء عن طريق إضافة طبقات. يبني الأجسام طبقة واحدة في كل مرة.

التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي يصنع الأشياء عن طريق القطع المواد بعيدًا. تبدأ بكتلة كبيرة وتقطع الأجزاء.

لنرى ما الذي يجعلها مختلفة ومتى تستخدم كل واحدة منها

كيف تعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد

تعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد كالسحر! فهي تبني الأشياء طبقة تلو الأخرى من الأسفل إلى الأعلى.

أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد:

• FDM - يستخدم خيوط بلاستيكية ساخنة
• جيش تحرير السودان - يستخدم الضوء لتصلب السائل
• SLS - يستخدم الليزر لإذابة المسحوق

الأشياء الجيدة في الطباعة ثلاثية الأبعاد:

• يمكن أن تجعل أشكال غريبة التي لا يمكن ل CNC صنعها
• رخيصة لصنع بعض العناصر فقط
• ليس كثيراً النفايات

أشياء غير جيدة

• الأجزاء ليست كما قوي
• يعمل فقط مع بعض المواد
• ليس كما سلس كأجزاء CNC

كيف التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي الأعمال

تقوم الماكينات بنظام التحكم الرقمي بقطع أجزاء من كتلة كبيرة من المواد. تتبع الماكينة برنامج كمبيوتر لمعرفة ما يجب قطعه.

أنواع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي:

• 3-المحور 3 القطع (يتحرك في 3 اتجاهات)
• 5-المحور 5 القطع (يتحرك في 5 اتجاهات)
• التصنيع بالماكينات السويسرية (للأجزاء الصغيرة)

الأشياء الجيدة في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بنظام التحكم الرقمي

• يصنع قوي الأجزاء
• جداً بالضبط (حتى ± 0.025 مم)
• يعمل مع العديد من المواد (معدن، خشب، بلاستيك)

أشياء غير جيدة

• النفايات الكثير من المواد
• التكاليف المزيد للوظائف الصغيرة
• لا يمكن أن تجعل بعض معقد الأشكال

الطباعة ثلاثية الأبعاد مقابل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: جنبًا إلى جنب

دعونا نلقي نظرة على كيفية قارن:

متى تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد

استخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد عندما:

1. تحتاج فقط إلى أجزاء قليلة
2. أنت تصنع الاختبار أو الطراز
3. تحتاج إلى معقد الأشكال
4. تحتاجها مصنوعة سريع
5. أنت تصنع بلاستيك الأجزاء

أمثلة حقيقية:

• طبيًا: نماذج الأسنان الملائمة حسب الطلب
• طائرة: الأجزاء الخفيفة ذات الثقوب بالداخل
• الفن: الأشكال الغريبة التي لا يمكن قطعها

استخدمت شركة GE للطيران الطباعة ثلاثية الأبعاد لأجزاء الوقود وصنعها ولاعة 25%!

وقت الاستخدام التفريز باستخدام الحاسب الآلي الرقمي

استخدم التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي الرقمي في الحالات التالية:

1. تحتاج إلى الكثير من الأجزاء
2. تحتاج إلى قوي الأجزاء
3. تحتاج إلى بالضبط الأحجام (± 0.025 مم)
4. تحتاج إلى معدن الأجزاء
5. قمت بعمل أكثر من 100 من نفس الجزء

أمثلة حقيقية:

• السيارات: أجزاء المحرك القوية
• طبيًا: أدوات فائقة الدقة للجراحة
• الطائرات: الأجزاء التي يجب ألا تنكسر

أقواس الفضاء الجوي المصنوعة باستخدام CNC هي أقوى (أكثر من 900 ميجا باسكال) من المطبوعة ثلاثية الأبعاد (600 ميجا باسكال).

المواد التي تعمل بشكل أفضل

مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد:

• البلاستيك: ABS، PLA، PEEK
• الراتنجات: شفاف، قوي، مرن
• بعض المعادن: فولاذ، تيتانيوم (ولكن ليس بنفس القوة)

مواد التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي:

• المعادن: الفولاذ، والألومنيوم، والتيتانيوم، والنحاس الأصفر
• البلاستيك: جميع الأنواع
• الخشب: جميع الأنواع
• آخرون: الزجاج والسيراميك والمواد المركبة

حقيقة ممتعة: يمكن لماكينات التحكم الرقمي CNC قطع المواد التي 5 أضعاف مما يمكن أن تستخدمه الطباعة ثلاثية الأبعاد!

التكلفة ما تدفعه حقًا

تكاليف الطباعة ثلاثية الأبعاد:

• الماكينة: $200-$6T5000 للأساسيات
• المادة: $20-$50 لكل كيلوغرام
• العمل: ليس هناك حاجة ماسة
• التكاليف الخفية: الصنفرة وتنظيف الأجزاء الداعمة (1-3 ساعات عمل)

تكاليف التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بنظام التحكم الرقمي:

• الماكينة: $5,000-$500,000
• المادة: المزيد من النفايات (حتى 70%)
• العمل: العمال المهرة يكلفون أكثر
• الإعداد: يستغرق وقتاً طويلاً للإعداد (يكلف أكثر)

لـ 10 أجزاء

• الطباعة ثلاثية الأبعاد: $200 الإجمالي
• التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي الرقمي: $1,200 الإجمالي

ولكن بالنسبة ل 500 قطعة، تصبح CNC أكثر من ذلك بكثير أرخص!

السرعة: ما مدى سرعة حصولك على قطع الغيار؟

سرعة الطباعة ثلاثية الأبعاد:

• جزء صغير: 2-6 ساعات
• الجزء المتوسط: 12-24 ساعة
• الجزء المعقد: 24-48 ساعة

سرعة التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي الرقمي:

• جزء معدني بسيط: 4-8 ساعات
• الجزء المعقد: 1-5 أيام
• وقت الإعداد: 1-4 ساعات

أظهرت دراسة حالة قطع غيار السيارات:

• صنعته CNC في 6 ساعات
• استغرقت الطباعة ثلاثية الأبعاد 18 ساعة

الدقة: ما مدى دقة الأجزاء؟

دقة الطباعة ثلاثية الأبعاد:

• آلية التصنيع الآلي المباشر: ± 0.5 مم
• SLA: ± 0.1 مم
• خطوط الطبقات تظهر على الأجزاء

دقة التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي الرقمي:

• قياسي: ± 0.025 مم
• نهاية عالية: ± 0.01 مم
• سلس النهاية

يستخدم صانعو الأدوات الطبية نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي CNC لأنه يمكن أن يكون 40 مرة أكثر دقة من الطباعة ثلاثية الأبعاد الأساسية!

الأشكال المعقدة: ماذا يمكنك أن تصنع؟

يمكن أن تصنع الطباعة ثلاثية الأبعاد:

• أجزاء مجوفة مع أشياء بداخلها
• الأجزاء التي تشبه الطبيعة (المنحنيات)
• الأجزاء ذات الجدران الرقيقة

CNC لديه مشكلة مع:

• ثقوب عميقة
• الزوايا الداخلية
• أشكال معقدة للغاية

نصيحة: إذا كانت تبدو وكأنها نبتت في الطبيعة، اطبعها ثلاثية الأبعاد. إذا كانت تبدو ككتلة بها ثقوب، فقم بطباعتها باستخدام الحاسب الآلي!

النهج الهجين: استخدام كلا النهجين

تستخدم الشركات الذكية كلاهما الأساليب:

1. طباعة ثلاثية الأبعاد جزء الاختبار أولاً
2. اصنع الأجزاء النهائية باستخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
3. استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لـ معقد الأجزاء
4. استخدام CNC لـ قوي الأجزاء

مثال على ذلك: شركة تصنع أجزاء الطائرات بدون طيار. يطبعون الهيكل ثلاثي الأبعاد (معقد) ويضعون ماكينة CNC لحوامل المحرك (قوية).

الصناعات التي تستخدم هذه الأدوات

الفضاء الجوي:

• الطباعة ثلاثية الأبعاد: مجاري الهواء والأقواس المخصصة
• CNC: أجزاء المحرك، ومكونات الجناح

طبيًا:

• الطباعة ثلاثية الأبعاد: الغرسات والنماذج المخصصة
• التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي: الأدوات الجراحية والغرسات

السيارات:

• الطباعة ثلاثية الأبعاد: النماذج الأولية وأجزاء لوحة العدادات المخصصة
• التصنيع باستخدام الحاسوب الرقمي: كتل المحركات، والأجزاء الدقيقة

المنتجات الاستهلاكية:

• الطباعة ثلاثية الأبعاد: اختبارات المنتجات الجديدة والألعاب
• التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: القِطع المنتجة بكميات كبيرة، والقوالب

الاتجاهات المستقبلية

مستقبل الطباعة ثلاثية الأبعاد:

• أسرع سرعات الطباعة
• المزيد معدن الخيارات
• متعدد الألوان في طبعة واحدة

مستقبل التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي الرقمي:

• الآلات الذكية التي تصلح الأخطاء
• نفايات أقل
• الماكينات الهجينة (الطباعة ثلاثية الأبعاد + التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب)

كيف تقرر أيهما أفضل بالنسبة لك

اطرح هذه الأسئلة:

1. كم عدد الأجزاء التي تحتاجها؟

• القليل فقط؟ → الطباعة ثلاثية الأبعاد
• الكثير؟ → CNC

1. ما هي المادة هل تحتاج؟

• بلاستيك؟ → يعمل كلاهما
• معدن؟ → CNC أفضل

1. مدى تعقيد هو شكلك؟

• معقدة للغاية؟ → الطباعة ثلاثية الأبعاد
• بسيط؟ → CNC

1. مدى قوة هل يجب أن يكون كذلك؟

• فائق القوة؟ → CNC
• العرض فقط؟ → الطباعة ثلاثية الأبعاد

1. ما مدى دقة هل يجب أن يكون كذلك؟

• دقيق للغاية؟ → CNC
• قريب بما فيه الكفاية؟ → الطباعة ثلاثية الأبعاد

دليل القرار السريع

اختر الطباعة ثلاثية الأبعاد عند الحاجة:

• بعض الأجزاء القليلة فقط
• الأشكال المعقدة
• نماذج أولية سريعة
• نفايات أقل
• تكاليف إعداد منخفضة

اختر التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي عند الحاجة

• الكثير من نفس الجزء
• أحجام دقيقة للغاية
• الأجزاء القوية
• الأجزاء المعدنية
• لمسة نهائية ناعمة