Porównanie technologii obróbki skrawaniem oraz wytwarzania przyrostowego elementów wykonanych z tworzyw sztucznych – cz. II
Wnioski – obróbka skrawaniem a druk 3D
Analizując wyniki powyższych badań, można stwierdzić, że największym ograniczeniem druku 3D jest czas potrzebny na wyprodukowanie elementu. To około 8 razy dłużej niż przy obróbce konwencjonalnej i ponad 90 razy dłużej niż przy obróbce CNC (w prezentowanym teście). Skrócenie czasu drukowania można osiągnąć poprzez zmniejszenie gęstości wypełnienia modelu, jednak wpływa to na mniejszą wytrzymałość elementu. W pracy [28] autor wspomniał, że urządzenia pracujące z wyższą rozdzielczością (lepszą jakością) jednocześnie nakładają cieńsze warstwy materiału. Zmniejszenie grubości warstw powoduje zwiększenie ich ilości, w porównaniu do wykonania danego detalu na urządzeniu o mniejszej rozdzielczości. Więcej warstw prowadzi do dłuższego czasu drukowania, a tym samym do wzrostu kosztów wynikających z większej pracochłonności. Produkcja dużych serii produktów w stosunkowo krótkim czasie wymaga większej liczby urządzeń. Jednak w procesach addytywnych tworzymy coś z niczego, więc musi to zająć więcej czasu niż użycie procesu odejmowania, w którym materiał jest usuwany z objętości półfabrykatu wejściowego.
Obróbka subtraktywna
Najbardziej widoczne wady obróbki subtraktywnej to niewątpliwie konieczność posiadania drogich a także specjalistycznych maszyn i narzędzi. Maszyny CNC i drukarki 3D są dostępne w różnych cenach w oparciu o funkcje i jakość wykonania, ale zazwyczaj drukarki 3D można nabyć za znacznie niższą inwestycję (koszt nawet poniżej 220 €) niż maszyny CNC. Inna sprawa to technologia, która w procesie obróbki skrawaniem jest trudniejsza do opanowania a także wymaga doświadczonego operatora maszyny, m.in. w zakresie doboru odpowiednich narzędzi i parametrów procesu.
Zaletami obróbki subtraktywnej są przede wszystkim szybkość wytwarzania kolejnych części oraz możliwość uzyskania dobrej jakości powierzchni i niskiej chropowatości. Najlepszy wniosek w tej sprawie przedstawił Pereira [15], wielkość produkcji jest najważniejszym czynnikiem, podczas gdy dostosowanie i złożoność są wymienne pod względem wpływu.
Odpady poprocesowe
Jeśli chodzi o aspekty środowiskowe i odpady materiałowe, prawie całkowity brak odpadów poprocesowych stawia technikę druku 3D na jednej z czołowych pozycji wśród obecnie znanych metod pod względem utylizacji materiałów. W tej pracy (dla części wykonanej metodą obróbki skrawaniem) około 87% materiału zostało usunięte a następnie zamienione na wióry. Geometria badanego elementu jest jedynie przykładem i nie można na jej podstawie wyciągnąć daleko idących wniosków co do ilości odpadów, ale pokazuje wyraźną różnicę w zakresie wykorzystania surowców w obu technologiach.
Jakość
Oprócz kwestii kosztów i czasochłonności warto wspomnieć o jakości. Jakość powierzchni po obróbce ubytkowej jest nieporównywalnie lepsza niż na wydruku. Jednak odpowiedni dobór parametrów technologicznych może znacząco wpłynąć na jakość drukowanej powierzchni. W przypadku tworzyw sztucznych metoda subtraktywna wiąże się z problemami z temperaturą w strefie skrawania. Prowadzi to do przypaleń, odkształceń plastycznych, przyklejania się wióra do obrabianej powierzchni a także pojawiania się błysków i zadziorów. Oczywiście wady te można zredukować poprzez dobór narzędzi oraz parametrów.
W pracy [26] autorzy pisali o parametrach druku a także pokazali powierzchnie próbek testowych. Odpowiednie warunki drukowania są równie istotne jak parametry obróbki skrawaniem, choć druk 3D uważany jest za znacznie mniej skomplikowany. Czy można więc jednoznacznie odpowiedzieć, która opisana metoda jest lepsza? Nie ma jednoznacznej odpowiedzi, wszystko zależy od tego, co i w jakich warunkach będzie produkowane. Pewne jest jednak, że druk 3D daje ogromne możliwości i jest uzupełnieniem klasycznych metod produkcji, takich jak obróbka skrawaniem.
Piśmiennictwo dostępne w wydaniu 9-10/22 czasopisma oraz w redakcji.
dr inż. Magdalena Wiśniewska
Katedra Obrabiarek i Technologii Mechanicznych
Wydział Mechaniczny
Politechnika Wrocławska
napisz do autora: m.wisniewska@pwr.edu.pl
Mogą zainteresować Cię również
Przemysł 4.0: era automatyzacji i robotyzacji produkcji – Konferencja Techniczna w Bydgoszczy
11 kwietnia w City Hotel Bydgoszcz odbędzie się Konferencja Techniczna „Automatyzacja i robotyzacja produkcji – kierunek Przemysł 4.0” organizowana przez Axon Media. Spotkanie skierowane jest do praktyków, którzy poszukują innowacyjnych rozwiązań w zakresie automatyzacji oraz ...
Automatyka zabezpieczająca w instalacjach energetycznych
Z artykułu dowiesz się: jak prawo charakteryzuje konieczne elementy bezpieczeństwa instalacji energetycznej,kto ponosi odpowiedzialność za bezpieczeństwo takiej instalacji,z czym wiąże się scalenie urządzeń ciśnieniowych na ...
Jak właściwie dobrać nitonakrętki?
Czym są nitonakrętki? Gdzie znajdują swoje zastosowanie? Są one niezbędnym elementem konstrukcyjnym, który wykorzystywany jest przede wszystkim w montażu oraz łączeniu elementów. Nitonakrętka to metalowy element konstrukcyjny wykorzy...
Zaskakujący porządek uciskanych stopów
W stopach niklowo-kobaltowo-chromowych atomy niklu układać się mogą pod wpływem nacisku w regularne wzory - pokazały symulacje międzynarodowego zespołu. Do tej pory sądzono, że takie uporządkowania mogą tworzyć się jedynie pod wpływem obróbki termicznej.
ZBUD polski producent urządzeń transportu bliskiego i pozycjonerów spawalniczych
ZBUD to firma, która rozwija się i rośnie w siłę już prawie 40 lat. Obecna w Polsce i za granicą zdobyła renomę, produkując urządzenia dźwignicowe. Ceniona za niezawodną jakość oraz komfort współpracy, celnie odpowiada na potrzeby współczesnego rynku. Produkowane przez firmę...
Dni Otwarte w DIG Świtała! Temat główny: prasy krawędziowe
W firmie DIG Świtała w dniach 4-8 marca 2024 odbyły się kolejne dni otwarte – tym razem tematem wiodącym spotkania były prasy krawędziowe. Co działo się na spotkaniu i czego mogli spodziewać się goście? Odwiedzający mieli mo...
Wybrane maszyny i urządzenia stosowane w procesach gięcia
W niniejszym artykule dokonano przeglądu maszyn i urządzeń wykorzystywanych w procesach gięcia rur, profili, drutu oraz sprężyn. Przedstawiono charakterystykę giętarek wybranych producentów dostępnych na rynku polskim. Urządzenia podzielono na: giętarki trzpieniowe, giętarki b...
Metody łamania wiórów w obróbce skrawaniem – cz. II
Z artykułu dowiesz się: jakie są sposoby łamania wiórów;od czego zależy wybór metody łamania;jakie są wady i zalety poszczególnych metod. Dobór odpowiedniej metody łamania...
1/4 firm w kraju nie wie, że są objęte dyrektywą
– Szacuje się, że około 60 proc. organizacji może nie być jeszcze przygotowanych na spełnienie wymogów unijnej dyrektywy NIS2 – mówi Paweł Śmigielski, country manager Stormshield. Mowa o dyrektywie w sprawie środków na rzecz wysokiego wspólnego poziomu cyberbezpieczeństwa na...
Elementy hali stalowej – charakterystyka
Hale stalowe są jednymi z najbardziej popularnych obiektów budownictwa przemysłowego. Z tego też powodu elementy konstrukcyjne hali stalowej są bardzo dobrze poznane i opisane w wielu źródłach literaturowych, co pozwala na optymalne wykorzystanie ich nośności.
Właściwości warstwy wierzchniej wybranych stopów metali po cięciu laserem
Z artykułu dowiesz się: jakie są wady i zalety technologii cięcia laserowego;od czego zależą właściwości materiału po cięciu;jakie badania przeprowadzono. Proces wytwarzan...
Analiza procesu spawania plazmowego – cz. I
Z artykułu dowiesz się: jaki jest wpływ parametrów spawania na jakość złączy;gdzie stosuje się technologię spawania plazmowego PTA;jak zachodzące w łuku plazmowym zjawiska wpływają na proces cięcia.
Rola węgla kamiennego w zrównoważonej transformacji energetycznej
W idealnym świecie wszyscy mieszkańcy Ziemi zdecydowaliby, że rezygnują z technologii emitujących CO2 do atmosfery i od teraz żyją ekologicznie. Idealny świat jednak nie istnieje. Funkcjonowanie tego, który znamy nadal w dużej mierze uzależnione jest od energii wytwarzanej z...
Logo na elewacji – zmora Kierownika Budowy i GW
W branży budowlanej, zwłaszcza w przypadku budynków przemysłowych, takich jak hale i obiekty wielkopowierzchniowe oznakowania są tak samo istotne jak pozostałe elementy wyposażenia. Jednak, gdy nadchodzi moment umieszczenia logo na ...
Bezpieczeństwo pracy z laserami czyszczącymi
Na czym polega technologia czyszczenia laserowego i jakie są jej zalety? Co wyróżnia lasery czyszczące spośród innych technologii? Uniwersalność procesu czyszczenia laserowego sprawia, że może być z powodzeniem stosowan...
W magazynach widać stabilizację popytu i podaży oraz czynszów
Na rynku przemysłowym i logistycznym widać coraz większą równowagę pomiędzy zapotrzebowaniem na powierzchnię, a nowymi inwestycjami. Obecnie w budowie jest 2,8 mln mkw. nowej przestrzeni, z czego połowa powstaje spekulacyjnie – wynika z raportu „Market Outlook 2024” CBRE. Najw...
Kalendarium wydarzeń
Relacje
„Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szanse dla szarej i zielonej stali”
23 listopada w Centrum Informacji Naukowej i Bibliotece Akademickiej w Katowicach odbyła się konferencja „Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szans...
Sprawdź więcejEMO 2023 – Mazak Go Green
Podczas targów EMO 2023, które odbyły się 18-23 września br. w Hanowerze, firma Yamazaki Mazak zaprezentowała swoją wizję zaawansowanych rozwiązań technologi...
Sprawdź więcejEnergetab 2023
Za nami trzy intensywne dni 36. międzynarodowych targów energetycznych ENERGETAB. Były one niezwykle pracowite dla 433 wystawców, którzy starali się zaprezen...
Sprawdź więcejI Mazowieckie Sympozjum Obróbki Skrawaniem
W dniu 22 czerwca br. na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Warszawskiej odbyło się I Mazowieckie Sympozjum Obróbki Skrawaniem, współorganizo...
Sprawdź więcej