Die Vorteile und Herausforderungen der Hybridfertigung verstehen

Der Zweck der Hybridfertigung besteht darin, die Stärken der additiven Fertigung (AM) mit der subtraktiven Bearbeitung zu kombinieren. Mit einer einzigen Maschine schafft es die Möglichkeit, Fertigteile mit beiden Verfahren in derselben Maschine herzustellen. Die Hybridfertigung verbindet die besten Eigenschaften der traditionellen subtraktiven Bearbeitung mit der additiven Fertigung.

Vorteile der Hybridfertigung

Die hybride Fertigung bietet mehrere Vorteile gegenüber der reinen subtraktiven oder additiven Bearbeitung. Aufgrund der Fähigkeit von Additiven, Material zu vorhandenen Teilen hinzuzufügen, können beschädigte Teile nur dort aufgebaut und repariert werden, wo dies erforderlich ist, wodurch die Materialkosten gesenkt werden. Es reduziert auch den Umfang der subtraktiven Bearbeitungsarbeit, da das Material nur dort hinzugefügt wird, wo es benötigt wird, wodurch die Fläche verringert wird, die eine zusätzliche Endbearbeitung erfordert. Da Sie mit AM verschiedene Metalle kombinieren können, können Sie Schicht für Schicht oder Zone für Zone Ihre eigenen mechanischen Eigenschaften erstellen, die beispielsweise die Festigkeit erhöhen oder die Wärmeübertragung unterstützen können. Schließlich bringt die Möglichkeit, zwischen additiven und subtraktiven Operationen umzuschalten, ohne das Werkstück bewegen zu müssen, erhebliche Zeiteinsparungen.

Bewältigte Herausforderungen

Wie bei jeder neuen Technologie steht die Hybridbearbeitung vor einer Reihe von Herausforderungen, Lernkurven und Fragen. Die erste Herausforderung sind die mit der Ausrüstung verbundenen Investitions- und Implementierungskosten. Nicht alle Werkstätten verfügen über sofortige Investitionsmöglichkeiten und müssen die Vor- und Nachteile des Kaufs abwägen und dann erhebliche Ausgaben einplanen. Eine weitere sich abzeichnende Frage ist, ob die Hybridfertigung skaliert werden kann, um die Anforderungen der Massenproduktion zeitnah zu erfüllen.

Sobald die Maschine in Betrieb ist, müssen Sie verstehen, in welcher Reihenfolge Materialien am besten hinzugefügt und entfernt werden und wie sich die Heiz- und Kühlzyklen auf die Eigenschaften des Teils während des Prozesses auswirken können. Wenn Material hinzugefügt wird, kann die Software automatisch das neue Material kompensieren, das dem Teil hinzugefügt wird, um eine Werkzeugkollisionserkennung bereitzustellen, oder sind Software-Updates erforderlich? Gibt es Best Practices, um den Überschuss an teuren Pulvern während des AM-Prozesses aufzufangen, um sie zu recyceln und wiederzuverwenden? Schließlich müssen Sie herausfinden, wie Sie die richtige Form und Abmessungen der bearbeiteten Oberflächen beibehalten, wenn neue Materialien hinzugefügt werden, die das Teil erheblich erhitzen und zu Verformungen führen können.

Branchen, die am ehesten von Hybridfertigung profitieren

Die Hybridfertigung ist gut aufgestellt für Prototyping, Reparatur und Klein- oder Einzelteilfertigung. Branchen, die den unmittelbarsten Nutzen daraus ziehen, sind die Luft- und Raumfahrt, die Verteidigung, die Medizin sowie der Formenbau. Hybrid produziert Teile nach Bedarf, wodurch die Kosten und der Bedarf an Lagerhaltung entfallen und die Produktionszeit minimiert wird, da weniger Teile benötigt werden. Es hat die Vielseitigkeit, komplexe und kundenspezifische Teile herzustellen und bei Bedarf Materialien zu vorhandenen Teilen hinzuzufügen. Schließlich kann die Hybridfertigung komplizierte Formreparaturen effizient produzieren oder durchführen und Materialien hinzufügen, um Formen und Werkzeuge für zusätzliche Haltbarkeit zu verstärken. Im Laufe der Zeit werden immer mehr Branchen die Vorteile der hybriden Fertigung entdecken.

Schlussfolgerung

Hybridmaschinen stecken noch in den Kinderschuhen, haben aber das Potenzial, eine dominierende Kraft in der Fertigungswelt zu werden. Durch die Kombination von additiver und subtraktiver Fertigung in einer Maschine können Werkstätten wertvolle Stellfläche und Kapitalinvestitionen einsparen. Die Maschine kann als AM- oder subtraktive Maschine und bei Bedarf als Hybrid betrieben werden. Der Schlüssel zum Erfolg für die Hybridbearbeitung wird die Optimierung des Herstellungsprozesses sein, um Flexibilität zu bieten und gleichzeitig die strengen Standards für die hergestellten Teile aufrechtzuerhalten.