Obróbka ubytkowa vs technologia przyrostowa

W dzisiejszych czasach doświadczamy szybkiego rozwoju nowych technologii, w tym technologii przyrostowych. Coraz częściej stawia się tezę, że druk 3D zastąpi z powodzeniem obróbkę ubytkową. Teoretycznie taki scenariusz jest możliwy, zatem czy świat obróbki ubytkowej ma się czego bać?

Zacznijmy jednak od początku. Druk 3D, czyli technologia przyrostowa została opracowana po raz pierwszy w 1984 roku pod nazwą stereolitografia. Polegała na tym, że wiązka lasera utwardzała w sposób warstwowy żywicę termoutwardzalną tworząc obiekt przestrzenny. Jak możemy się domyślić druk 3D to technologia polegająca na warstwowym nakładaniu materiału budulcowego i spajaniu go warstwa po warstwie. Czyli dokładnie odwrotnie niż obróbka skrawaniem.

Istnieje wiele technologii druku 3D np. FDM, SLA, LOM, PolyJet/MultiJet, DLP, 3DM/CJP i wiele innych. Natomiast wśród tych technologii należy wyróżnić metody SLS/DMLS/EBM które jako jedyne mogą konkurować z obróbką skrawaniem, ponieważ ich materiałem wejściowym może być sproszkowany metal.

Koronnym przykładem jest obróbka łopatek turbin – przez skomplikowany przestrzenny kształt oraz materiał trudnoobrabialny można zastanowić się, czy wybór technologii przyrostowej nie przyniesie większych korzyści. Dla prototypów – owszem, ale gdy mowa jest o dużych seriach wyborem będzie zawsze tradycyjna metoda.

Druk 3D jest dobrym wsparciem dla wszelkich tradycyjnych technologii. Udowodnił to niemiecki koncern Porsche, który wprowadził do swojej produkcji druk 3D właśnie. Po raz pierwszy tłoki wysokowydajnego silnika flagowego 911 modelu GT2 RS nie są kute. Jakie są korzyści? Zacytuję wypowiedź inżyniera Franka Ickingera firmy Porche: „Dzięki nowym, lżejszym tłokom możemy zwiększyć prędkość obrotową silnika, zmniejszyć obciążenie temperaturowe tłoków i zoptymalizować spalanie. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie do 30 KM więcej mocy z podwójnego turbodoładowanego silnika o mocy 690 KM, przy jednoczesnej poprawie wydajności”* Pomimo wykorzystania technologii przyrostowej tłoki muszą przejść operacje wykończeniowe w tym toczenie.

W naszej ofercie obróbka CNC. Sprawdź.

Rys. 1 Drukowane tłoki Porsche [źródło: youtube]

Firmy narzędziowe również podejmują próby zastosowania technologii addytywnych w produkcji swoich produktów. Przykładem jest drukowana głowica frezarska, która przez swoją ażurową, przestrzenną postać jest zdecydowanie lżejsza od swojej tradycyjnej wersji (i o niebo droższa przy okazji). Wykorzystanie drukowanej głowicy może okazać się dobrym rozwiązaniem przy pracy narzędzia na długich wysięgach. Taka obróbka charakteryzuje się mniejszą stabilnością a co za tym idzie istnieje ryzyko wystąpienia drgań i problemów obróbkowych.**

Rys. 2 Drukowana głowica frezarska [źródło: zdjęcie własne]

Obecnie druk 3D znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach np. w medycynie, przy prototypowaniu, produkcji dzieł artystycznych, natomiast czy ma szansę konkurować z obróbką skrawaniem? Dopóki drukarka nie wydrukuje tulei z otworem o tolerancji H6 dopóty obróbka ubytkowa będzie wiodła prym.

Natalia Matuszczyk

*https://www.youtube.com/watch?time_continue=236&v=RrVRSbc6Oec&feature=emb_title

**https://www.3dprintingmedia.network/sandvik-coromant-3d-printed-lightweight-coromill-390/