Technologie addytywne vs konwencjonalne

druk-3d-warszawa-uslugi
Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin

Druk 3D jest postrzegany jako bardzo tania i szybka metoda wytwarzania. Dlaczego? Skoro wykonanie jednego egzemplarza produktu w porównaniu do innych technologii jest często droższe oraz bardziej czasochłonne. W niniejszym artykule postaram się wyjaśnić ten fenomen. Przybliżę też, dlaczego i kiedy technologie addytywne są konkurencyjne dla innych metod wytwórczych.

Kilka słów o technologiach addytywnych

Metody te, zwane również przyrostowymi polegają na nanoszeniu kolejnych warstw materiału. Najpopularniejszą z nich jest technologia FDM polegająca na warstwowym osadzaniu materiału. Materiał wytłaczany jest przez dyszę rozgrzaną do odpowiedniej temperatury. Jest to jedyna metoda wykorzystywana w produkcji wielkogabarytowych elementów. Kolejne są technologie bazujące na warstwowym utwardzaniu ciekłego materiału (technologia SLA, DLP, Polyjet). Zapewniają one najlepszą gładkość powierzchni i odwzorowanie detali. W tej metodzie problematyczne jest drukowanie dużych gabarytów. Istnieje również technologia selektywnego spiekania proszku (technologia SLS oraz MJF). Polega ona na spajaniu za pomocą wiązki lasera lub termicznie drobno zmielonego proszku poliamidowego. Należy pamiętać, że żadna z powyższych metod nie jest uniwersalna. Warto rozważnie dobierać technologię do zastosowania, aby uniknąć generowania niepotrzebnych kosztów.

Druk 3D kontra formowanie wtryskowe

Najczęściej technologia druku 3D porównywana jest do formowania wtryskowego. Podstawową różnicą jest wytrzymałość wydruków. Wynosi ona około 30% wytrzymałości mechanicznej detalu z tego samego tworzywa wyprodukowanego metodą wtryskową. Główną zaletą jest brak konieczności przygotowania produkcji – wykonania drogiej, stalowej formy wtryskowej. Pomijając dużo dłuższy czas wytworzenia detalu, nawet sam surowiec do druku jest bardziej kosztowny. Najprostszym przykładem może być filament w technologii FDM. Jest to tworzywo w postaci rolki drutu, zachowującego precyzyjną średnicę. Jest ono średnio od 20 do 100 razy droższy od surowca używanego w procesie wtrysku.

Nie zmienia to faktu, że wykonanie formy wtryskowej pod niewielką serię produkcyjną nie będzie uzasadnione ekonomicznie. Sprawa wygląda jeszcze gorzej przy wykonaniu formy w celu wyprodukowania jednej sztuki. Niezależnie od rozmiarów detalu, na pewno będzie to wielokrotnie droższe rozwiązanie. Zarówno względem technologii addytywnych, jak i obróbki skrawaniem. Podsumowując, druk 3D jest alternatywą dla wtrysku przy małych i średnich nakładach. Największe oszczędności w przypadku serii zauważymy przy elementach niewielkich gabarytów.

Drukowanie 3D czy może obróbka skrawaniem?

Kolejnymi technologiami, z którymi zestawia się druk 3D są technologie ubytkowe – głównie frezowanie, elektrodrążenie oraz toczenie. W obróbce konwencjonalnej, nazywanej również obróbką skrawaniem, detale wykonywane są przez usuwanie materiału. Materiał jest wybierany za pomocą narzędzia aż do osiągnięcia założonej geometrii. Technologie ubytkowe cechują się często koniecznością wykonania specjalistycznych narzędzi przy bardziej skomplikowanych kształtach. Wprowadzają też konieczność przemyślanego mocowania materiału i pozycjonowania narzędzia względem obiektu. Opisane wady technologii konwencjonalnych wpływają na zwiększenie kosztu początkowego. Z tego względu drukowanie elementów z tworzyw sztucznych jest często dużo bardziej opłacalne. Jeszcze większe rozbieżności cenowe pojawiają się, jeśli element posiada skomplikowaną geometrię. Szczególnie jeśli wymaga użycia maszyn posiadających więcej niż trzy osie. Najlepszym przykładem są otwory w osiach prostopadłych do siebie. W obróbce trzyosiowej narzędzie jest zawsze w tej samej pozycji. Technologie ubytkowe nie pozwalają również na wykonanie struktur wewnętrznych (np. kanałów), które są wykonalne technologiami przyrostowymi.

Podsumowując, druk 3D może być alternatywą dla frezowania CNC. Jednak wiele zależy od nakładu, kształtu i wymaganej dokładności wymiarowej. Dokładności poniżej 0,1 mm są wciąż zarezerwowane dla obróbki ubytkowej.

Kiedy nie warto stosować druku 3D?

Druk 3D jest nieopłacalny w przypadku elementów płaskich. Elementy płaskie, to takie, które można w pełni zdefiniować za pomocą kształtu obrysu i grubości. Znacznie tańszą metodą obróbki jest wycinanie. Zazwyczaj jest to cięcie strumieniem wody lub wycinanie laserem. Technologie te (w powszechnym wydaniu) pozwalają na wykonanie elementów 2D. Nie są one bezpośrednią konkurencją dla technologii przyrostowych. Jednak nie można o nich zapominać. Są to bardzo szybkie metody wytwarzania, nieporównywalne cenowo i terminowo do technologii addytywnych. Wykonywanie płaskich elementów w technologii druku 3D nie jest uzasadnione ekonomicznie. Najogólniej mówiąc, druk 3D ma sens, gdy wykonywany element wymagałby usunięcia dużej ilości materiału. 

Dołącz do naszego newslettera

Jeśli chcesz otrzymać powiadomienie gdy tylko dodamy nowy artykuł

Udostępnij post znajomym:

Share on facebook
Share on google
Share on twitter
Share on linkedin

Jedna odpowiedź

  1. Nie da się ukryć, że w ostatnich latach druk 3D zdominował rynek globalny w wielu dziedzinach życia. Technologie addytywne pozwalają obecnie wytwarzać takie produkty, które jeszcze niedawno widziało się jedynie w filmach SF. Ciekawe co przyniesie przyszłość?

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Strona firmy PROTOPLASTIC korzysta z plików cookies. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.