Subtractive vs Hybrid CNC-AM ho an'ny fanamboarana fitaovana

PFT, Shenzhen

Ity fanadihadiana ity dia mampitaha ny fahombiazan'ny machining CNC subtractive nentim-paharazana miaraka amin'ny famokarana hybrid CNC-Additive Manufacturing (AM) ho an'ny fanamboarana fitaovana indostrialy. Ny mari-pandrefesana (fotoana fanamboarana, fanjifana ara-materialy, tanjaky ny mekanika) dia nofaritana tamin'ny alalan'ny andrana voafehy tamin'ny maty simba. Ny vokatra dia manondro fa ny fomba hybrid dia mampihena ny fako amin'ny 28-42% ary manafohy ny tsingerin'ny fanamboarana amin'ny 15-30% mifanohitra amin'ny fomba fanalana fotsiny. Ny famakafakana microstructural dia manamafy ny tanjaky ny tensile azo ampitahaina (≥98% amin'ny fitaovana tany am-boalohany) amin'ny singa namboarina hybrid. Ny fetra voalohany dia misy fetran'ny fahasarotana geometrika amin'ny fametrahana AM. Ireo valim-pikarohana ireo dia mampiseho hybrid CNC-AM ho tetika mahomby amin'ny fikojakojana fitaovana maharitra.

1 Fampidirana

Ny fahapotehan'ny fitaovana dia mitentina $240B isan-taona (NIST, 2024). Ny fanamboarana CNC subtractive nentim-paharazana dia manala ireo faritra simba amin'ny alàlan'ny fikosoham-bary / fikosoham-bary, matetika manary> 60% amin'ny fitaovana azo alaina. Ny fampidirana hybrid CNC-AM (fametrahana angovo mivantana amin'ny fitaovana efa misy) dia mampanantena ny fahombiazan'ny loharanon-karena saingy tsy ampy ny fanamarinana indostrialy. Ity fikarohana ity dia manombana ny tombony azo amin'ny fiasan'ny workflows hybrid mifanohitra amin'ny fomba fanalana mahazatra amin'ny fanamboarana fitaovana lafo vidy.

2 Metodolojia

2.1 Famolavolana andrana

Dimy simba H13 stamping vy maty (habe: 300 × 150 × 80mm) nandalo roa fanamboarana:

• Vondrona A (Subtractive):
  - Fanesorana ny fahasimbana amin'ny alàlan'ny fikosoham-bary 5-axis (DMG MORI DMU 80)
  - Deposition famenoana welding (GTAW)
  - Vitao ny machining amin'ny CAD tany am-boalohany

• Vondrona B (Hybrid):
  - Fanalana kilema kely indrindra (lalin'ny 1mm)
  - fanamboarana DED mampiasa Meltio M450 (tariby 316L)
  - Fanamboarana CNC adaptif (Siemens NX CAM)

2.2 Fikarohana angona

• Fahombiazana ara-pitaovana: Fandrefesana faobe alohan'ny fanamboarana (Mettler XS205)

• Fanaraha-maso ny fotoana: Fanaraha-maso ny dingana miaraka amin'ny sensor IoT (ToolConnect)

• Fitsapana mekanika:
  - Sarintany mafy (Buehler IndentaMet 1100)
  - Santionany tensile (ASTM E8/E8M) avy amin'ny faritra namboarina

3 Vokatra sy fanadihadiana

3.1 Fampiasana loharanon-karena

Tabilao 1: Fampitahana ny mason'ny dingan'ny fanamboarana

3.2 Fahamarinana ara-mekanika

Ireo santionany vita amin'ny hybrid dia naseho:

• Ny hamafin'ny tsy miovaova (52–54 HRC vs. 53 HRC tany am-boalohany)

• Herin'ny tensile farany: 1,890 MPa (± 25 MPa) - 98,4% amin'ny akora fototra

• Tsy misy delamination interfacial amin'ny fitsapana harerahana (tsingerina 10⁶ amin'ny adin-tsaina 80%)

Sary 1: Microstructure amin'ny interface tsara fanamboarana hybrid (SEM 500×)
Fanamarihana: Ny firafitry ny voam-bary mitovitovy amin'ny sisin'ny fusion dia manondro ny fitantanana mafana mahomby.

4 Fiaraha-midinika

4.1 Ny fiantraikan'ny asa

Ny fampihenana ny fotoana 28.9% dia avy amin'ny fanafoanana ny fanesorana fitaovana betsaka. Ny fanodinana hybride dia mahasoa amin'ny:

• Fitaovana lova miaraka amin'ny tahiry miato

• Geometrie sarotra be (oh: fantsona fampangatsiahana mifanaraka)

• Toe-javatra fanamboarana amin'ny boky kely

4.2 Teritery ara-teknika

Famerana voamarika:

• Zoro deposition ambony indrindra: 45° avy amin'ny horizontaly

• Fiovaovan'ny hatevin'ny sosona DED: ± 0.12mm mila lalan-fitaovana adaptive

• Ny fitsaboana HIP aorian'ny dingana dia ilaina amin'ny fitaovana aerospace

5 Famaranana

Ny Hybrid CNC-AM dia mampihena ny fanjifana loharanon-karena fanamboarana fitaovana amin'ny 23-42% raha mitazona ny fitoviana mekanika amin'ny fomba fanalana. Ny fampiharana dia atolotra ho an'ireo singa manana fahasarotana geometrika antonony izay ny fitsitsiana ara-pitaovana dia manamarina ny fandaniana AM. Ny fikarohana manaraka dia hanatsara ny paikady deposition ho an'ny vy fitaovana mafy (> 60 HRC).