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CNC加工与3D打印:一种精密制造的混合方法

在最近的3D打印能力方面的进步,制造商使用添加剂制造越来越容易从各种材料制造零件,包括ABS,TPE和PLA等聚合物以及碳纤维复合材料,尼龙和聚碳酸酯。即使是钛,不锈钢和inconel等昂贵的金属也在添加剂制造领域越来越普遍。

毫无疑问,在未来几年中,添加剂制造空间将继续发展和增长,但它会使CNC加工过时等减法制造方法?绝对不。事实上,精确的数控加工对添加剂制造过程可能比你想象的更重要,因为一个名为“混合制造”的新过程很快就掌握了该行业。

3D印刷金属
3D印刷金属部件变得越来越常见,但减肥制造是制造精密添加剂零件的重要组成部分。

添加剂制造与减肥制造

在实施混合制造方法之前,了解每种方法的优缺点是很重要的。下面是加法制造和减法制造的快速分解,以及它们各自的优缺点。

添加剂制造 减去制造
添加素材层以创建零件 删除材料层以创建零件
更慢的过程,更适合小型生产运行 更快的过程,更好的大型生产运行
更好的较小部分 更适合较大的部件
表面处理粗糙,需要大量的术后处理 更明确的表面光洁度,最少的术后光洁度要求
不太精确的零件公差 能够保持极其精确的部分公差
更便宜的材料成本 更昂贵的材料成本
浪费更少 更多的材料浪费
复杂的细节更容易创建 复杂的细节可能需要复杂的程序和其他功能(5轴)

使用数控加工创建精确的3D打印零件

查看上图的图表,您会注意到添加剂制造和减量制造之间的关键差异之一是表面结束以及每种方法都能达到的公差。这就是增材制造的混合方法可以带来极大好处的地方。

当零件从打印机上取下时,它们可以通过一个为零件完成而设计的程序迅速转移到数控机床上。数控机床将能够得到3D打印零件到许多行业要求的紧公差,并达到所需的表面光洁度。先进的整理工具龙,锥形工具来自品牌喜欢的哈维工具可以轻松加工3D印刷部件的紧张几何形状,而极其锋利钻石涂层工具以及专为塑料复合材料无论使用何种材料,都能创造出美观、公差适中的成品。

长达端磨机
长臂工具可以很容易地在3D打印零件上加工难以到达的复杂零件细节。

通过在你的车间设计这样的工作流程,你可以通过增加减法操作来降低材料成本,减少浪费,并减少担心打印零件精度的时间保持零件在严格的公差内精密加工卓越。

利用3D打印提高数控加工效率

如果您的商店完全专注于减法制造方法,您可能会认为没有必要在您的商店添加选项。数控机床不能在更短的时间内创造3D打印机能创造的一切吗?不一定。同样,通过同时使用这两种方法和采用混合方法,您可能能够降低制造和材料成本。

例如,您可以使用典型的减法机器对一个部件的大部分进行加工,而使用加法方法可能会花费很长时间。然后你可以用3D打印机返回到那个部分,为这个部分添加复杂的功能,这可能需要复杂的编程和在减色法机器上花费数小时的规划。叶轮就是一个很好的例子,它的大部分可以被加工,但复杂的鳍和叶片可以被打印到部件上,然后在数控机床上完成。

3D印刷金属零件
3D印刷叶轮等待完成操作

加性机械在零件上“附加”的能力也可以使零件设计的成本更低。而不是使用铬镍铁合金等昂贵的材料要加工整个零件,零件中不需要极端耐热的部分可以以更便宜的价格加工出来,而使用昂贵材料的耐热部分可以稍后通过添加方法添加。

混合制造机器

随着混合生产流程变得越来越流行,新的混合制造机器也越来越流行。这些混合机器是一体机,可以在一个单独的设置中进行加法和减法制造。许多这些机器提供金属3D打印和多轴加工能力,甚至准备好了最复杂的零件抛出他们的方式。通过一些定制,大型3D打印机器或数控铣床可以进行改造,以允许混合制造,从公司的附件,如混合动力制造技术

混合制造机器
混合机加载项的示例混合动力车制造技术,具有3D打印主轴和铣刀在同一机器传送带。

随着制造和设计技术的日益“智能化”CAM / CAD程序这些混合机器提供了生成的设计和人工智能,这些混合机器可以成为在高端机床上工作的新标准,如航空航天,医疗,防御和模具,工具和模具市场。

总的来说,在2021年,我们仍在在这种混合加工和先进的设计方法的新革命中,但是要了解添加数控机器在您的添加剂的商店中可能拥有的角色非常重要,反之亦然。通过将添加剂和减数组合在一起,商店可以减轻每种方法的缺点,并充分利用在商店地板上拥有两种选择的好处。

战士工作室-特色客户

2008年,美国海军官员HernánLuisy Prado注意到他的同事在服务后寻找成功的生活道路。Hernán决定改变。他向他开始对他的服务员有所作为车间的勇士,一个国家许可,董事会所治理,完全审计,非营利组织。其使命是为学生获得高质量的培训,认可的教育计划,以及获得第三方国家公认的全权能力,以使退伍军人,转换服务成员和其他人成功培训并置于所选的中先进制造业职业领域

我们荣幸地与海洋老将斯科特利昂·莱昂尼尼科尼州发言,这是勇士讲道的讲师,了解战士为我们的退伍军人提供的成就和惊人的工作研讨会。

Warriors为我们的退伍军人提供的讲习班?

勇士讲习班提供两条主要培训赛道,由退伍军人教授:焊接和加工,斯科特解释说。选择轨道后,学生成为16周加速计划的一部分。那些只有4个月和一个国家公认的认证,可以穿过造船厂并获得就业。勇士讲习班仍然致力于向退伍军人提供免费培训,这些退伍军人无法获得生活工资工作。美国退伍军人经常面临挑战,因为他们向民用生活过渡,包括平民就业的重要障碍。除了坚硬的技术技能外,我们的学生还学习态度,沟通,职业道德,团队合作,时间管理,解决问题,批判性思维和冲突解决方案等软技能。

一条经过验证的职业道路可以消除失业、无家可归、家庭破裂和自杀等问题。的问题退伍军人失业没有简单、短期的解决方案。“战士工作室”的独特定位是扩展已被证实的创新技术,为退伍军人提供市场就业,让他们建立职业生涯和家庭。

你是如何找到战士工作室并成为一名教练的?

在2009年离开海军陆战队之后,在伊拉克为战斗工程师提供两次旅游后,我希望采取行动包装的职业生涯。我以为我的最佳选择是在执法部门开始职业生涯。我在一家安全公司找到了一份工作,并在那里工作了几年。在这段时间里,我的一位亲密的朋友在直升机的崩溃中悲惨地传递了,留下了他怀孕的妻子。这让我用妻子和两个孩子重新评估了我目前的生活。我决定我不需要采取行动包装的职业生涯,而且我的家人在之前出现了。

我的另一个朋友实际上告诉了我关于勇士讲习班的讲习班以及如何让他在焊接中给予他的职业技能,他谈到了加工计划。当我出现时,我不知道在我店里是什么。我开始学习所有关于数控机器的信息,以及如何编程和运行这些东西。它是睁大眼睛,我度过了美好的时光。在我的第一个学期之后,我被要求成为一名教师的助手,我现在在这里一直在教导近五年。

你对教学的热情从何而来?

我喜欢教学退伍军人并帮助他们过渡,所以他们不必经历同样的五年,“我与我的生活会这样做什么?”我经历了同样的情况,很多人都会去我们。

我认为有三个基本原则,任何寻求职业或道路的人都可以运用到他们的生活中并获得成功。你必须准时上班,你必须努力工作,你必须愿意学习。当我第一次进入这个领域时,我对机械一无所知。当我还是学生的时候,我把这三件事运用到我的工作习惯中,现在我是一名教师。我把自己封闭了很长一段时间。但你必须认识到,总有其他的事情,接下来的事情,这就是我想要帮助教导退伍军人来这里。

武士工坊提供哪些课程?

我们提供许多不同课程,包括在Solidworks及CAM课程MasterCam.,并开设气体金属电弧焊和药芯电弧焊课程。我们还提供Flowmaster编程和水射流操作、3D打印和机器人方面的高级培训。通过这些课程,我们提供了许多凭证开始一份真正的事业。加工程序是由美国国家金属加工技术研究所.NIMS是美国教育部认可的。焊接项目由美国焊接协会(AWS)认证,该协会是焊接行业认证项目的全球领导者。

由于私人捐助者退伍军人和过渡服役人员能够在我们的先进制造项目中接受培训和认证。学生可以申请参加我们的项目,或参加满足他们需要的特定课程。

你见过退伍军人在“战士工作坊”后获得什么工作吗?

我们见过很多成功的故事退伍军人一旦离开战士工作室。特别是一位老兵在2019年来我们这里寻找方向。机械加工课程本学期还有一个名额,所以他选择了这个课程。他现在获得了机械加工和焊接方面的证书。毕业后,他进入了一个苦苦挣扎的就业市场。但他还有一份工作第五轴加工在圣地亚哥。他未来的计划是自己创业来养家。

人们如何帮助支持勇士讲习班?

他们可以直接通过我们的网站,或在我们的Facebook页面.或者,希望帮助支持我们的人可以通过电子邮件向我们联系,[电子邮件受保护]或者在619-550-1620呼叫我们,任何问题我们还接受每个计划的设备捐赠,焊接,加工.您也可以通过以下方式支持我们脸谱网Instagram推特linkedin.YouTube,或者我们通讯

你对那些想要开始职业生涯的人有什么建议?

离开服务后,我陷入了萧条。我觉得思考了,“我永远不会像我回来一样好。”很难没有“海军陆战队”是我身份的主要部分,所以我陷入了我的痴迷,仍然是超级英雄踢了下来的门。不要把自己涂在一个角落里。是灵活的,并确保按时出现,努力工作,并愿意开放,准备学习。测试你的舒适区。当我离开服务时,我只知道如何成为枪的男人。勇士讲习班给了我一个比这更容易的机会 - 它给了我一个生活方向。我现在要做我喜欢的东西,帮助我的资深人士。

要了解有关战士讲习班及其使命的更多信息,您可以访问他们的网站或者跟随他们Instagram脸谱网linkedin.要么推特

使用快速更换工具节省时间

在任何CNC机器上进行手动工具更改绝不是及时或有益的过程。通常,标准支架中的刀具变化最多可能需要5分钟。添加了几次,突然间,您已添加到您的生产时间内增加了几分钟。

随着CNC机床和切割工具技术先进,有更多的多功能工具可用于帮助您避免换刀。但是,有时它不可行,需要多种刀具更改。幸运的微100.已经开发出一种革命性的新方法来加速工具显着变化。

什么是Micro-Quik™工具系统?

在美国爱达荷州默里迪恩的Micro 100世界一流的磨矿设施中开发的Micro- 100 Micro- quik™工具系统与所有的Micro 100硬质合金刀具相同的标准和紧公差。

微100镗杆快速更换系统

快速更换工具系统允许高度可重复更换工具,在不牺牲性能的情况下节省无数小时。该系统结合了独特的刀架和独特的工具设计,提供高度可重复和准确的结果。

每个快速更换刀架都有一个定位/锁定固定螺钉,用于固定刀具和一个定位销,有助于校准刀具的重复性。拆卸工具很简单,只要拧松固定螺钉,再插入新的即可。

从快速更改系统中删除工具

在更换刀具时,刀具后部的精密研磨斜角与刀架内的定位销对准。从这个位置点到工具尖端的距离在严格的公差下被高度控制,这意味着Micro-Quik™工具系统确保了非常高的刀具长度和中心线重复性。我们所有快速更换工具的L4维度,如上图所示,在整个产品线中保持一致。查看下面的视频,了解Micro 100 Micro- quik™系统的实际应用!

快速更改工具的好处

使用Micro 100的Micro- Quick™快速更换工具系统最明显的好处是,更换工具更容易,节省了时间。通过使用快速更换夹具和快速更换工具,很容易将更换工具的时间从5分钟减少到30秒以下,从而减少了90%的更换工具的时间。这对系统来说是一个显著的好处,但一旦工具进入机器,也会有好处。

如上所述,从每个刀柄上的定位点到刀尖的距离是高度受控的,这意味着无论你将哪种类型的工具插入刀柄,伸出的刀柄都将保持不变。这允许您对工具有信心,并且不需要额外的触发,这是另一个主要的时间节省。

各种镗杆与快速更换系统

通过从工作流程中删除额外的触摸关闭和工具,您还可以减少人类或机器错误的机会。不正确的触摸关闭或刀具更改错误可能导致昂贵的机器崩溃并导致严重的维修和停机时间。使用Micro 100 Micro-Quik™快速更改工具系统,初始设置变得更加容易,允许您在每个运行中达到循环开始按钮。

通过对工具持有配置做一些简单的更改,并采用Micro-Quik™系统,您的商店可以节省数千个时间减少机器停机时间增加了零件生产。要了解更多关于Micro 100 Micro- quik™切削工具和刀架的信息,请访问(URL here To quick change page)。

KAD型号-特色客户

成立于2012年,卡德模特是一家规模不大,但正在稳步增长的原型机械店,它起源于旧金山湾区,并已在佛蒙特州开设了第二家分店。多年来,他们一直是先进制造领域的区域领导者,并与其他机械车间和相关业务如车削设备、阳极氧化机、焊机等保持密切联系。KAD模型员工由不同的职业背景组成(如机械、工业工程师、铁匠等)。此外,他们还投资于当地的社区学院和技术培训项目,以支持扩大先进制造业的人才渠道。

Brian Kippen是Kad Models&Prototypes,Inc。的主人和创始人。在推出Kad与Model Maker John Dove,Brian担任A&J产品解决方案的业务总监和绩效结构的机械师。布莱恩被挑战制作设计概念变为现实,并受到更改的加工景观的动机。布莱恩花了时间与我们交谈关于Kad模特,他的经验,加工技术,还有更多。

KAD模型cnc加工定制的零件

你能给我们一点关于KAD模型是如何开始的背景吗?

我做过几年的汽车修理工作,高中毕业后,我上了三个星期的大学。在妈妈的大力鼓励下,我搬到了西部。我参加了海军陆战队,伤了双脚,光荣退伍。后来,我在一家机械修理厂开始了我那只受伤的脚,我知道我长大后想做什么。在做了多年的机械师之后,我跟以前的一家雇主做生意了。一年半之后,合伙关系降级了,我决定买下我的合伙人的股份。

在商店的声誉差价中,看到业务增长并了解不同类型的客户,这一直非常令人欣慰。我想开始自己的商店的原因之一是,我真的很想看到行业以一种新的方式发展,更好地满足人们的需求。看到那种决定和我在建筑Kad的投资确实很高兴。

我们每年为100多个不同的客户生产价值约150万美元的零部件。KAD自2012年成立以来,在没有营销和广告的情况下,持续增加了员工、设备和客户,保持了稳定的增长势头。我们建立了广泛的产品范围,如汽车驱动桥,硅心血管瓣膜,和全功能的消费产品模型。基于原型的本质,没有任何组件是不可能的。

你们店里现在有什么机器?

我们使用HAAS CNC机器。在我们的西部海岸设施,我们有六台机器,五个垂直4轴加工中心,电容高达26“Y和50”x和一个5轴通用加工中心。在我们的东海岸设施,我们目前拥有两个新的CNC一个3轴和一个5轴通用加工中心,配对三级自动化AX5机械手机。我决定去年早些时候获得5轴铣床,因为我觉得我们应该在绝对必要之前投资。我很兴奋它打开的创意选择,让它良好使用很有趣。我们目前正在使用融合360年和Surfcam软件。

除了比赛之外,kad模特集合了什么?

我们的快速周转时间为3-5天,我们有能力处理非常复杂的部件,使KAD与大多数制造商不同。

我也认为我们愿意真正与客户一起挖掘,并了解他们需要的东西以及为什么。我们在卡德拥有一个非常有创意的团队,不仅在建造复杂的零件,而且通过制造,设计和使用要求,帮助工业设计师和工程师来建立最简单,最有效的产品。我之前创建了原型,只能从与某人的对话 - 甚至没有CAD绘图。这是这些类型的有趣挑战使我成为第一名的机械师,让我一天往日日。

终端轧机加工金属

KAD模型是一家创新公司。你能谈谈KAD有哪些创新吗?

嗯,KAD与一些最具创新精神的公司合作,这些公司遍布各个行业:医疗设备、航空航天、汽车和消费电子产品。我们帮助处于创新前沿的人们把他们的想法变成现实,所以我想说创新基本上就是我们的面包和黄油。至于我们在过程中的创新,就像我之前说的,KAD有一个非常有创意的团队。因为我们以原型制作而闻名,并且因为原型制造不需要遵循所有共同的工作规则,所以我们每天都要打破这些规则。

你最喜欢工作的哪一部分?

我喜欢拍摄看似不可能的想法并将它们变成有形的事情的挑战。我真的很满意,当我漫长的一天后,我可以回家,并掌握了我手里的东西。我也很自豪能成为一个企业主人。看到一个你教导并长大的团队,令人难以置信的奖励,并通过与你相同类型的问题启发。看看我们为客户完成了什么,这真的很酷。我个人的激情仍然是汽车。Kad已经反向设计了许多不再可用的汽车组件和设计的零件,升级复古Datsuns。

由Kad模型制造的原型零件

为什么高质量的工具对您来说很重要?

在原型制作中,你通常只有一次机会赶在最后期限前完成任务。高质量和高性能的工具可以让您毫无疑问地完成这一任务。我们95%的工具都是螺旋要么哈维,我会说高质量的工具每天有助于我们。我们也使用高效铣削(HEM)技术,其中螺旋优化。我们发现,用长刀和深口袋,HEM几乎是必须的。但通常在浅水区域,这是过度杀伤。和盐一样,盐也可能过量。

CNC加工金属葡萄酒架

如果你能给一个新机械师一条建议,你会说什么?

快速失败,经常失败。然后从错误中学习。

我认为最重要的事情是了解其他机械师,学习其他方法,并接受不同的想法。重要的是要保持思维开阔,因为总是有不止一种方法来加工东西。我发现经营自己的商店最有价值的事情之一是,为我们如何与其他商店和邻近行业合作定下基调。我对整个制造业社区充满热情,我很高兴像这样的博客能够帮助我们建立联系。

另外,不要害怕挑战现状。我喜欢和新机械师一起工作,因为他们能带来不同的想法。这对于创新和让我们不断前进是非常重要的。

你可以在www.kadmodels.com或者在Instagram @kadmodels上,或者去他们在加州西海岸的商店,或者在佛蒙特州的新东海岸店。