I. تعاریف و اصول فنی
-
تولید افزودنی (چاپ سه بعدی)
- اشیاء را توسط مواد لایه برداری (فلزات ، پلاستیک ، سرامیک) بر اساس یک مدل دیجیتال (پرونده CAD). فرآیندهای کلیدی شامل FDM (مدل سازی رسوب ذوب شده) ، SLA (استریولیتوگرافی) ، و SLS/SLM (لیزر انتخابی/ذوب شدن لیزر).
- گردش کار اصلی: مدل سازی → برش لایه → چاپ لایه به لایه → پس از پردازش (صیقل دادن ، پخت).
- راندمان مواد بیش از 95 ٪ ، ایده آل برای هندسه های پیچیده با تولید کم حجم وت سفارشی سازی .
-
تولید کمتری
- اشیاء را توسط حذف مواد (برش ، حفاری ، سنگ زنی) از یک بلوک جامد. تکنیک های متداول شامل ماشینکاری CNC با برش لیزر وت EDM (ماشینکاری تخلیه الکتریکی).
- راندمان مواد کم (زباله های قابل توجه) اما به دست می آید دقت نانو وت سطوح فوق العاده صاف (RA ≤ 0.1 میکرومتر).
- مناسب ترین برای با حجم زیاد با با دقت بالا وت قطعات ساده-ژنومتری .
ii. تفاوت های کلیدی (افزودنی در مقابل تفریق)
| جنبه | تولید افزودنی | تولید کمتری |
| اصل | لایه های اشیاء را به صورت لایه ای از هیچ چیز نمی سازد | مواد را از یک بلوک جامد خارج می کند |
| کارایی مواد | > 95 ٪ (حداقل زباله) | کم (تولید زباله زیاد) |
| تدوین | بالا (از ساختارهای داخلی پیچیده پشتیبانی می کند) | محدود (نمی تواند توخالی یا بیش از حد را پردازش کند) |
| دقت و سطح | 0.1 میلی متر تحمل ، ra 2-10 میکرومتر زبری | تحمل 0.1-10 میکرومولار ، زبری 0.1 میکرومتر RA ≤ 0.1 میکرومتر |
| سازگاری مواد | محدود (پودرها ، رزین ها ، رشته ها) | پهن (فلزات ، چوب ، شیشه ، سرامیک) |
| سرعت تولید | آهسته (ساعت/روز برای قطعات بزرگ فلزی) | سریع (ایده آل برای تولید انبوه) |
| راندمان هزینه | هزینه های بالایی بالا (چاپگرهای صنعتی> 400K دلار) | مقرون به صرفه برای تولید در مقیاس بزرگ |
| برنامه | اجزای هوافضا ، ایمپلنت های پزشکی ، نمونه های اولیه | قطعات خودرو ، قالب های دقیق ، قطعات صنعتی |
iii برنامه ها و جوانب مثبت/منفی
-
نقاط قوت تولید افزودنی
- هندسه های پیچیده : نازل های سوخت هوافضا (30-50 ٪ کاهش وزن) ، داربست های بافتی بیوپرین.
- نمونه سازی سریع : زمان تکرار طراحی را 50-80 ٪ با حداقل زباله های مواد کاهش می دهد.
- سفارشی سازی : ایمپلنت های ارتوپدی خاص بیمار ، ترازهای دندانپزشکی.
- چالش : هزینه های بالای تجهیزات ، نیازهای پس از پردازش ، پایگاه داده های مواد محدود.
-
نقاط قوت تولید کم
- دقت فوق العاده بالا : قالب های آینه ، اجزای نوری نانو.
- تولید انبوه : میل لنگ/چرخ دنده های خودرو در 1/10 هزینه روشهای افزودنی.
- تطبیق پذیری مواد : فرآیند آلیاژهای سخت و کامپوزیت ها برای افزودنی دشوار است.
- محدودیت ها : زباله های زیاد ، مونتاژ چند مرحله ای برای قطعات پیچیده.
IV روند تولید ترکیبی
-
ادغام تفریق افزودنی
- نمونه : تیغه های توربین با کانال های خنک کننده داخلی (چاپ سه بعدی) و سطوح جلا (CNC ماشین کاری شده).
- فواید : آزادی طراحی را با پایان دقیق ترکیب می کند.
-
بهینه سازی AI محور
- یادگیری ماشین تنش های حرارتی در چاپ فلز را برای به حداقل رساندن اعوجاج پیش بینی می کند.
- تشخیص نقص در زمان واقعی از طریق دید رایانه باعث افزایش نرخ عملکرد می شود.
-
ابتکارات پایداری
- بازیافت : استفاده مجدد از پودرهای فلزی غیرمستقیم هزینه ها را کاهش می دهد.
- تولید توزیع شده : چاپگرهای سه بعدی با انرژی خورشیدی ردپاهای کربن را پایین می آورند.
V. نوآوری های آینده
-
مواد پیشرفته
- پلیمرهای تقویت شده با فیبر کربن : قدرت بالا سبک.
- مواد درجه بندی شده : هیبریدهای فلزی و سرامیک برای محیط های شدید.
-
پیشرفت های زیستی
- مهندسی بافت زنده : پوست ، غضروف و داربست های اندام.
- کاشت های تخریب پذیر : دستگاه های پزشکی سفارشی که پس از بازیابی حل می شوند.
-
صنعت 4.0 ادغام
- دوقلوهای دیجیتال : فرآیندهای چاپ را برای بهینه سازی ساختارهای پشتیبانی شبیه سازی کنید.
- پردازش خودکار پس از : سیستم های جلا رباتیک و ماسهبازی.
vi دستورالعمل تصمیم گیری
- افزودنی را برای انتخاب کنید : هندسه های پیچیده ، سفارشی سازی ، سبک وزن ، نمونه های اولیه.
- SUFECTION را برای انتخاب کنید : دقت بالا ، تولید انبوه ، تنوع مواد ، شکل های ساده.
- رویکرد ترکیبی : از افزودنی برای تکرار سریع ، کمرنگ برای تولید نهایی استفاده کنید.
با همگرایی فن آوری ، تولید افزودنی و تفریحی حرکت می کند کارآمد ، سفارشی و پایدار اکوسیستم صنعتی .
