ترکیب صنعتی و اصولی فرآیند افزایشی پرینت سه بعدی و فرآیند کاهشی ماشینکاری CNC باهم در یک دستگاه (بدون اثر منفی روی دیگری) بهترین روش تولید را ارائه میدهد: سرعت، دقت و هزینه کم. چرا ماشین تولید هیبریدی، برای شما مناسب است؟
چاپگر سه بعدی و ماشین سی ان سی، اغلب بعنوان رقبای یکدیگر در نظر گرفته می شوند که اشتباه است و این دو ابزار کاربردی مکمل هم هستند و می توانند شرکای موثری نیز باشند. در واقع، قطعات پرینت سه بعدی بطور معمول ماشینکاری می شوند تا تحملهای بالاتر و سطح رزولوشن بهتری ایجاد کنند. در همین حال، قطعاتی که در گذشته از یک بلوک جامد فلزی ساب-برش شده بودند، حالا اغلب به‌مراتب سریعتر و در اشکال پیچیده‌تر میتوانند 3DPrint شوند (منظورمان فرآیندهای پرینت صنعتی مثل متریال پلیمری یا فلزی است).
امروزه کمپانی‌های خوشنام سازنده ابزارهای برش صنعتی، تعداد فزاینده‌ای از ماشینهای تولید هیبریدی را به بازار عرضه کرده اند که سرابزار چاپ سه بعدی و CNC را در یک بسته قرار میدهند تا به‌طور خودکار با نرم افزارهای پیشرفته، قطعه‌سازی را تسریع و کیفیت تولید را بهتر کنند.
سازندگان ماشین می‌گویند فناوری هیبریدی بر کاستی‌های هر دو فناوری مادر آنها غلبه میکند و تولیدکنندگان را قادر میسازد تا قطعات دقیقتر و با کیفیت‌تری را سریعتر و با هزینه کمتر تولید کنند. نسبت به ابزارهای ماشینکاری مجزا، ضایعات کمتری هدر میرود و از پرینت سه بعدی نیز به تنهایی پربارتر و دقیقتر است؛ بدون کار دستی برای جابجایی قطعات و بدون ناسازگاری برنامه نویسی دو قطعه مجزا از تجهیزات.
دقت کنید که این ماشینهای هیبریدی یا Hybrid Machine، پلتفرمی صنعتی داشته و سرابزار نازل 3DPrinter و برشگر CNC در حالت مجزا و در جوار یکدیگر، روی یک دستگاه نصب شده‌اند و با یک نرم افزار قوی یکپارچه نیز مدیریت میشوند (یعنی اپراتور نیازی ندارد روی یک سرابزار اشتراکی، هر بار ابتدا پک پرینت و سپس پک حکاک را جایگزین کند)؛ بنابراین برخی دستگاههای پرینتر سه بعدی رومیزی که در بازار با آپشن ماژول حکاک دو بعدی روی ورق و … عرضه میشوند، هیچ ربطی به فرآیند تولید هیبریدی ندارند (همگی کیت حکاکی سبک و نصب شونده روی همان محور پرینتر هستند)؛ اینها محصولاتی فانتزی هستند که دوام و دقت خوبی ندارند، تدریجا فرسوده شده و دقت دستگاه را کاهش میدهند. پس ماژولهای ضعیف برش سرمته‌ای یا لیزری دو بعدی پرینتر رومیزی را جزء Hybrid Machine حرفه‌ای مطلب ما ندانید. محصولات هیبریدی که در این لیست معرفی میکنیم، دارای برشگر قوی و چند محوره CNC هستند که واقعا برای ماشینکاری قطعات حاصل از پرینت سه بعدی فلزی ادغام گشته‌اند تا در حوزه کارگاهی سنگین استفاده شوند. البته ما چند ماشین هیبریدی رومیزی با متریال پرینت ترموپلاستیک (FDM) نیز معرفی میکنیم.
بیاموزید که ماشینهای تولید هیبریدی چیستند، چه کاربردهایی دارند، در چه چیزهایی خوب هستند و چه برندهایی بهترین سازندگان این محصولات در بازار میباشند.
ماشین هیبریدی Hybrid 3DPrinter: ادغام پرینت سه بعدی و برش CNC:
Additive manufacturing (AM) = 3D Printing = ساخت افزایشی (تولید افزودنی)
Subtractive manufacturing (SM) = CNC = ساخت کاهشی
Hybrid Manufacturing (HM) = ساخت مرکب (هیبریدی)
Computer Numerical Control (CNC)
تولید ترکیبی یا هیبرید، روشی جدید است که ادغام تولید افزایشی و فنآوری تولید کاهشی در یک دستگاه واحد است. این دستگاهها از چاپ سه بعدی برای تولید شکل اولیه و نزدیک به هندسه نهایی قطعه با فلز یا پلاستیک استفاده میکنند (با رزولوشن پرینت معمولی تا سرعت و زمان پرینت بهینه شود). سپس، واحد یا سر ابزار ماشینکاری، قطعه را تا تلورانسهای لازم آسیاب و ساب میکند. در نتیجه، تولیدکنندگان (و مشتریان متنوع آنها) هندسههای پیچیده را بسرعت با روش تولید افزودنی، پرینت و نهایتا کیفیت سطح بسیار دقیق را با اجزای ماشینکاری مرسوم صنعت خواهند داشت.
دستگاه برش CNC یا چاپگر سه بعدی؛ توصیف و مقایسه
ماشینهای هیبریدی، علاوه بر ساختن یک قطعه از ابتدا، برای افزودن ویژگی‌ها به قطعات موجود، انجام تعمیرات قطعات خراب و اعمال پوشش روی قطعات قبل از فرآیند پسا ماشینکاری ایده‌آل هستند.
ماشینکاری کنترل عددی کامپیوتری (CNC) پس از ظهور اولین سیستمهای کامپیوتری در پایان جنگ جهانی دوم بوجود آمد و به دلیل توانایی آن در ساخت قطعات از مواد جامد به شیوه خودکار، به ابزاری حیاتی در دنیای تولید تبدیل شد. خواه چوب، پلاستیک، فلز، سرامیک یا کامپوزیت باشد؛ ماشینهای CNC میتوانند بلوک قطعات را در مسیر دقیق خود سوراخ یا برش دهند.
اگر ماشینهای CNC نبودند، 3DPrint و این همه مطلب درباره آن، در جایی که امروز هستیم هم نبودند. برخی از پرینترهای سه بعدی اولیه (و برخی از مدلهای مدرن امروزی) همگی با نصب سرهای چاپ بر روی دستگاههای CNC ساخته شده‌اند. بیشتر سیستمهای تولید افزودنی (AM) با استفاده از معماری ماشین و کد مسیر ابزار GCode مشابه که در تجهیزات CNC یافت میشود، طراحی میشوند. بخشی از تاریخچه مشترک این دو فناوریست که منجر به تکامل تولید هیبریدی شده که در آن عملیات CNC و AM در یک محفظه ساخت انجام می شود ولی تاکنون روند تجاری‌شدن کندی داشت.
تقسیم‌بندی روشهای Hybrid Manufacturing
ساختار عملیات ماشینهای تولید هیبریدی بین تولیدکنندگان متفاوت است، اما بطور کلی به دو دسته تقسیم می شوند:
- ماشینهای تولید هیبریدی متوالی (Sequential hybrid) ابتدا توالی کامل AM (پرینت) را تکمیل میکنند؛ یعنی قبل از حرکت به فرآیند SM (کاهشی)، یک قطعه شکل خام نزدیک به شبکه هندسی نهایی چاپ میکنند.
- ماشینهای تولید هیبریدی متناوب (Alternating hybrid) در طول فرآیند تولید، بین واحدهای پرینتر AM و فرز SM تعویض میشوند. برخی از ماشینهای متناوب حتی میتوانند بخشی از قطعه را ماشینکاری SM کنند درحالیکه واحد AM بخش دیگری را چاپ میکند.
از نظر فنی، تقریباً هر فناوری چاپ سه بعدی را می توان با یک دستگاه CNC ترکیب کرد و چند کیت ارتقاء برای تبدیل واحدهای ماشینکاری مرسوم موجود در همه کارگاههای صنعتی وجود دارد. با این حال، این فناوری هنوز در حال توسعه است و گزینه‌های فعلی به چند ترکیب محدود می شوند. که شامل:
DED/CNC: رسوب مستقیم انرژی (DED) یک فناوری AM فلزی است که در آن مواد – سیم یا پودر فلز – از طریق یک نازل تغذیه و همزمان با قوس الکتریکی، لیزر یا پرتو الکترونی ذوب میشود. مزیت DED توانایی تغذیه مواد از هر زاویه ای است که امکان رسوب گذاری 5 محوری را فراهم میکند. این روش برای تعمیر قطعات فلزی بسیار استفاده میشود.
LPBF/CNC: در همجوشی بستر پودر لیزری (LPBF)، دستگاه یک لایه نازک از پودر فلز را روی بستر بلوکی قرار میدهد، شکل لایه را با لیزر ذوب میکند و این فرآیند را تا زمانیکه قطعه کامل شود تکرار میکند. LPBF یا SLM در تئوری می تواند قطعاتی را با کمترین ساختار پشتیبانی (نگهدارنده بخشهای آویزان) تولید کند زیرا پودر ذوب نشده اطراف آن پشتیبانی لازم را فراهم می کند.
FDM/CNC: برخلاف دو روش قبلی، چاپگرهای مدل‌سازی رسوب ذوب شده (FDM) رشته ترموپلاستیک (و جدیدا رشته فلزی برای برخی دستگاههای خاص) را روی یک بستر ذوب و اکسترود میکنند تا هندسه مورد نظر را ایجاد کنند. این فناوری میتواند بسیار ارزانتر باشد، در حالیکه هنوز دارای ویژگیهای استحکام نسبتا خوبی است (مخصوصاً با رشته‌های پلیمری تقویت‌شده)، اما قطعات در طول چاپ به ساختارهای پشتیبانی نیاز دارند، زمان طولانی پرینت قطعات بزرگ در اَنها خطاپذیر را بالا میبرد و محدودیت ساخت هندسی ضعیف‌تری در مقایسه با روشهای ذاتا صنعتی DED و LPBF(SLM) دارند.
نرم افزار چندکاره ماشین هیبریدی (All-In-One Hybrid Software)
در حالت ایده‌آل، یک ماشین تولید هیبریدی باید با یک دور برنامه‌نویسی کار کند و بیشتر سازندگان به دنبال عملکرد ساده هستند. برخی از شرکت‌ها راهحلهای CAD/CAM خود را تولید میکنند، اگرچه بسیاری از آنها به نرم‌افزار عملیاتی توسعه‌یافته توسط اشخاص ثالث متکی هستند. بعنوان مثال سری نرم افزارهای زیمنس NX مثلا برنامه NX AM Multi-Axis، یک گزینه محبوب در میان تولید کنندگان ماشین آلات تولید هیبریدی است.
plm.sw.siemens.com/en-US/nx
plm.sw.siemens.com/en-US/nx/products/nx-am-multi-axis
نرم افزارهای مدیریت تولید هیبریدی یک راه‌حل جامع برای ساخت پروتوتایپ و قطعات کاربردی نهایی، علاوه بر تعمیر اجزای موجود است. تولید هیبریدی بویژه برای شرکتهای کوچک‌تری که به قابلیت AM و ماشینکاری نیاز دارند جذاب است. ماشین هیبریدی و نرم افزار هوشمند آن میتواند هر نوع تکی (یا هیبریدی) قطعات را بدون سرمایه‌گذاری خرید دو ماشین جداگانه، تولید کند. همچنین میتواند مسائل مربوط به پیچیدگی و بهره‌وری قطعات را در صنایع مقیاس بزرگ مانند خودروسازی و هوافضا حل کند (برای برخی برندهای معروف خودروسازی، حل کرده است).
مزایا و معایب ماشینهای تولید هیبریدی
تولید ترکیبی مزایای زیادی نسبت به روشهای مجزای AM خالص یا CNC محض دارد. یکی از مهمترین مزایای آن افزایش بهره وری است. از آنجاییکه هر دو فرآیند AM و ماشینکاری را میتوان در یک دستگاه اجرا کرد، نیازی به تعویض قطعات و کالیبراسیون مجدد تجهیزات نیست. واحد ماشینکاری همچنین می تواند تا حدی زیادی یا بطور کامل جایگزین پس پردازش دستی وقت‌گیر AM (پرینت) شود که باعث افزایش سرعت تولید نیز میشود.
تولید هیبریدی میتواند به دقت بالاتر و تحمل سخت‌تری نسبت به اکثر چاپگرهای سه بعدی مجزا دست یابد. AM هندسه‌ها و ساختارهای پیچیده‌تری را نسبت به ماشینکاری جداگانه ایجاد میکند، مانند یکپارچه سازی قطعات، کانالهای داخلی و دیوارهای پر از شبکه. تولید کل قطعه در یک دستگاه نیز احتمال نقص یا خطا در پردازش را کاهش می دهد. در نتیجه قطعات هیبریدی می توانند عملکرد بسیار بهتر و کیفیت بسیار بالاتری داشته باشند.
ماشینهای هیبریدی شما را قادر می‌سازند از چندین ماده در یک قطعه استفاده کنید و دری را برای بهبود عملکرد مکانیکی قابل توجه و صرفه‌جویی در هزینه باز میکند. میتوانید قطعات ضعیف‌تر را با فلزات قویتر بپوشانید، مواد با کارایی بالا را برای بهبود حرکت قطعه یا انتقال حرارت اضافه کنید، یا با استفاده از مواد گران‌قیمت فقط در جاییکه نیاز دارید، در هزینه‌های مواد صرفه‌جویی کنید.
یک مطالعه نشان داد که تولید هیبریدی بسیاری از ضایعات ذاتی فن‌آوری‌های کاهشی را حذف میکند و برخی مواقع مصرف مواد را تا 97 درصد کاهش میدهد. پرینت قطعه در شکل تقریبا نهایی (قبل از شروع ماشینکاری) به این معنی است که ضایعات مواد بسیار کمتری بعنوان براده‌های کف کارخانه بوجود می‌آید. مثلا با ماشینهای DED/CNC، اضافه کردن مواد فقط به مکان‌های انتخابی دلخواه قطعه امکانپذیر است و به صنعتگران اجازه میدهد تا قطعات شکسته را تعمیر کنند یا با افزودن قطعات فلزی به تجهیزات مورد استفاده در صنایع دریایی و نفت و گاز سرعت تولید را افزایش دهند. برعکس، واحد CNC میتواند ساختارهای داخلی ظریف را بین مراحل رسوب‌گذاری مواد، ماشینکاری کند.
آخرین مزیت اما نه کم اهمیت؛ هیبرید سرمایه گذاری اولیه و هزینه‌های جاری را کاهش دهد (برای برخی صنایع بزرگ و خاص). بجای خرید یک دستگاه CNC و یک چاپگر سه بعدی صنعتی، شاید خرید یک دستگاه هیبریدی ارزانتر باشد. ماشین هیبریدی واحد نیز نسبت به واحدهای AM و CNC جداگانه انرژی کمتری مصرف میکند، به فضای کف کمتری نیاز دارد و دردسرهای ناسازگاری را ندارد.
با وجود این همه مزایای بزرگ، هیبرید راه حل مناسبی برای هر نیاز تولیدی نیست. اگرچه این ماشینها می توانند سرمایه گذاری اولیه را کاهش دهند، اما فعلا ارزان نیستند و ممکن است خارج از بودجه شرکتهای کوچکتر خُرد باشد. کارکردن با ماشینهای هیبریدی برای برخی حوزه‌های کارگاهی پیچیده میشود و اپراتور را ملزم میکند که درک عمیقی از چاپ سه بعدی و ماشینکاری CNC داشته باشد تا بهترین راه برای ساخت یک قطعه مشخص را تعیین کند.
جوانب مثبت
- هیبریدینگ، بهره‌وری را بهبود میبخشد.
- نیاز به انتقال قطعات بین ماشینها را حذف میکند.
- دقت و کیفیت سطح بسیار بالاتر AM
- آزادی طراحی و هندسه در مقایسه با SM
- خطاها و نقصها را کاهش میدهد.
- تولید چند ماده‌ای
- مصرف کمتر مواد، کاهش ضایعات
- قطعاتی با عملکرد مکانیکی برتر می سازد.
- قابلیت تعمیر قطعات فرسوده موجود
- نیاز به فضا و انرژی کمتر
جوانب منفی
- سرمایه گذاری اولیه بالقوه بالا
- عملیات پیچیده دو مرحله‌ای روی هر قطعه به کارکنان آموزش دیده نیاز دارد.
- طیف متریال ماشین هیبریدی به سازگاری متریال پرینتر سه بعدی محدود شده و سایر مواد مرسوم CNC قابل استفاده نیست.
- عدم توانایی در مقیاس تولید انبوه
- همه فناوریهای AM بعنوان راهحلهای ترکیبی در دسترس نیستند.
- خطر آتش‌سوزی یا انفجار بالقوه به دلیل اختلاط AM وSM : متریال ماشینکاری و مواد شیمیایی پرینتر.
کاربردهای ماشین آلات تولید هیبریدی
تولید هیبریدی برای تعداد زیادی از صنایع مناسب است. هر برنامه کاربردی که به قطعات ساخته شده دقیق از فلزات یا پایه‌های ترموپلاستیک متکی باشد میتواند بخوبی از فناوریهای تولید هیبریدی بهره‌مند شود.
بیایید نگاهی به چند گزارش موثق و دقیق از چگونگی کمک تولید هیبریدی به صنعتگران بیندازیم:
صنایع هوافضا
صنعت هوافضا به قطعات مقاوم در برابر حرارت، مستحکم و سبک وزن با تلورانسهای تنگ نیاز دارد. تولید هیبریدی میتواند این قطعات را از ترموپلاستیکهای تقویت شده و فلزاتی مانند آلومینیوم تولید کند.
هدف مهندسان مرکز تحقیقات تولید پیشرفته دانشگاه شفیلد (AMRC: Sheffield Advanced Manufacturing Research Center) ، تحقیق و توسعه روشهای جدید برای پیشرفت فناوری تولید است. بعنوان بخشی از این هدف، آنها یک روش جدید تولید اجزای محرک حیاتی (سیلندر پیستونی) صنعت هوافضا طراحی کردند. (تصویر زیر).
این بازو سیلندرها بطور سنتی با ماشینکاری یک میله فلزی جامد ساخته میشوند. با استفاده از یک دستگاه هیبریدی DED/CNC، موسسه AMRC توانست مواد اولیه بلوک توپر خام را به یک لوله ارزانتر تغییر دهد. با توالی بهینه AM و فرآیندهای ماشینکاری، محققان میتوانند فلز پرینتی را روی این لوله اولیه اضافه کنند. این رویکرد باعث افزایش پایداری عملیات ماشینکاری و کاهش قابل توجه مصرف مواد شد.
همچنین، استفاده از تولید هیبریدی، استراتژی‌های ساده‌تری را در ماشینکاری ویژگی‌ها فعال کرد. نیکولاوس تاپوگلو، یکی از همکاران فنی در فناوریهای ماشینکاری نوظهور، توضیح داد آزمایش‌های ساخت ترکیبی نشان داده‌اند که زمان‌های چرخه تولید فشرده‌تر شده، درحالیکه هزینه را تا 23 درصد بهبود و کاهش زیادی در نسبت خرید به پرواز از 31:1 به 2.5:1 ایجاد کرده است.
خودروسازی و صنایع وابسته
موتورهای خودرو و شاسی شامل تعداد زیادی از قطعات پیچیده است. تولید هیبریدی به تولیدکنندگان خودرو و زیرمجموعه‌های قطعه‌سازی مرتبط این امکان را میدهد که این قطعات را در یک دستگاه تولید کنند و هزینه مواد و نیروی کار را کاهش دهند.
مهندسی صنایع
حداکثر زمان کار برای هر صنعت تولیدی حیاتی است. با راهحلهای تولید هیبریدی، تعمیر قطعات ماشین‌آلات شکسته امکان پذیر است که هزینه‌ها را کاهش می دهد و به موجودی ثابت کمتری نیاز دارد.
Sulzer “سولزر” یک سازنده سوئیسی قطعات حیاتی عملیاتی برای بخش نفت و گاز و انرژی، از جمله پمپ است. پروانه‌ها یک جزء حیاتی برای پمپها هستند، اما به دلیل مایعات خورنده‌ای که در آنها جریان دارد، دچار سایش شدید میشوند و نیاز به تعویض منظم دارند. سولزر به‌طور سنتی پروانه‌ها را با استفاده از ماشینکاری معمولی تولید می‌کرد، اما هندسه پیچیده آنها منجر به زمان‌بندی بسیار طولانی می‌شد.
حالا Sulzer با پیاده‌سازی دستگاه DMG Mori Lasertec 65 DED/CNC که با استفاده از نرم‌افزار هیبریدی CAD/CAM زیمنس NX کار میکند، میتواند ساختارهای کانالی پیچیده پروانه‌ها را با ترکیب روشهای پرینت AM و ماشینکاری SM بسازد. این شرکت زمان تولید خود را 25 برابر کاهش داده است و اکنون می تواند مناطقی از قطعه را که قبلاً غیرقابل دسترس بودند ماشینکاری کند و قطعاتی با کیفیت سطح بسیار بالا تولید نماید که کارایی آنها را بهبود میبخشد. علاوه بر این، ماشین هیبریدی این امکان را برای شرکت سولزر ایجاد کرده که قطعات بزرگتری نسبت به قبل بسازد.
رابین رتبرگ، رئیس فناوریهای تولید در Sulzer می‌گوید: «ما توانستیم کل زمان تحویل را از 25 هفته به کمتر از یک هفته کاهش دهیم! مایلیم به افزایش ظرفیت در این زمینه ادامه دهیم؛ زیرا فناوری هیبرید به ما امکان می دهد حتی با انعطاف بیشتری نسبت به نیازهای مشتری واکنش نشان دهیم.
صنایع پزشکی
تولید ترکیبی میتواند به متخصصان پزشکی کمک کند تا ایمپلنت‌ها، پروتزها و ابزارهای جراحی کاملاً متناسب را ایجاد کنند. جزء AM امکان سفارشی سازی قطعات را فراهم کرده، درحالیکه ماشینکاری CNC کیفیت قطعه ایده‌آل را تضمین مینماید
یک تولید کننده تجهیزات پزشکی جهانی از قالبهای فولادی ابزارسازی برای تولید قطعات اولیه پلاستیک با دمای بالا استفاده میکند. با توجه به زمان طولانی تولید قالبهای جدید، این شرکت برای معرفی محصولات نوین و بروز در بازار تلاش کرد. آنها پرینت سه بعدی ترموپلاستیک قالب را امتحان کرده بودند، اما ویژگی عایق ضعیف و محدودیتهای پرداخت سطحی منجر به محدودیت مواد و عدم دقت بین نمونه‌های اولیه و قطعات نهایی شد؛ برای حل این مشکل، این شرکت به دستگاه هیبریدی Mantle P-200 HM روی آورد:
با P-200، این شرکت توانست قالبها را در مواد فولادی ابزارسازی P2X چاپ و آنها را به شکل نهایی دلخواهش ماشینکاری کند. این روش منجر به درج قالب با تحملهای بسیار محکم (0.001 اینچ) و سطوح مات صاف شد که قبل از قالب‌گیری نیازی به پرداخت سطحی نداشتند. قالبها در دمای قالب‌گیری تا 600 درجه سانتیگراد بی‌عیب و نقص عمل کردند.
فرآیند هیبریدی زمان تولید این قالبهای جدید را بیش از 80 درصد یعنی از 7 هفته به تنها 8 روز کاهش داد. همچنین، این شرکت فعال حوزه پزشکی شاهد کاهش بیش از 50 درصدی هزینه‌های تولیدش شده است.
برترین چاپگرهای هیبرید CNC/Printer بازار
اگرچه فناوریهای هیبریدی (HM) هنوز در مراحل ابتدایی خود هستند، گزینه‌های زیادی در بازار کشورهای پیشرفته دنیا وجود دارد. با طیف وسیعی از ماشینها، صنعتگران میتوانند به راحتی راه‌حلی را انتخاب کنند که با نیازهای مواد، بهره‌وری و بودجه آنها مطابقت داشته باشد، بدون اینکه کیفیت قطعه به خطر بیفتد.
ما لیست زیر را از برخی سازندگان برتر ماشینهای تولید هیبریدی جمع‌آوری کردیم تا شما را با دنیای CNC/3DPrinter Hybrid آشنا کنیم. بیایید این محصولات هیجان‌انگیز را با هم بررسی نماییم.
- Zmorph FAB FDM, CNC Polymer (Filaments) Build $3,500
- Diabase H-Series FDM, CNC Polymer (Filaments) Build $10,000
- Namma Eva FDM, CNC, Cutting, Engraving Polymer (Filaments) Build, Engrave
- 3D Systems Atlas HS FDM, CNC Polymers (Pellets, Filaments) Build
- Sugino Xtended DED, CNC Metal (Powder)Build, Repair
- Matsuura Lumex Avance-60 SLM, CNC Metal (Powder) Build
- DMG Mori Lasertec Hybrid DED, CNCMetal (Powder) Build, Repair
- Eco-Hybrid FDM, CNC Polymer (Pellets) Build
- CEAD BEAD FDM, CNC Polymer (Pellets) Build
- Mazak Integrex i-400 AM DED, CNC Metal (Powder) Build, Repair
- Optomec Lens Machine Tool Systems DED, CNC Metal (Powder) Build, Repair
- Mantle P-200 Extrusion, CNC Metal (Paste) Build $330,000
- Meltio Hybrid Engine DED, CNC Metal (Wire) Build, Repair $165,000 – $245,000
- Hybrid Manufacturing Technologies Ambit DED, FDM, CNCMetal (Powder), Polymer (Filaments) Build, Repair
پرینتر هیبریدی Zmorph FAB
zmorph3d.com/products/zmorph-fab
قیمت: 3500 دلار
Zmorph FAB کوچکترین ماشین هیبریدی در لیست ما میباشد. این شرکت می‌گوید این چاپگر سه‌بعدی FDM (متریال رشته ترموپلاستیک) چندابزاری شامل یک اکسترودر تک یا دوتایی، یک سر ابزار فرز CNC دو بعدی و یک اکسترودر خمیر ضخیم با پتانسیل وسیع برای کاربردهای تجربی، تست مواد، تحقیقات و تزئینات سفارشی است.
نرم افزار همه‌کاره Zmorph برای پرینت سه بعدی و فرز CNC بنام Voxelizer دارای یک گردش کار استاندارد CAM برای رویه‌های CNC با عملیات STEP، توانایی تغییر ابزار در یک G-code و تجسم مسیر است.
Zmorph VX : محصولی مشابه ZmorphFabb است. این ماشین توسط بسیاری از کاربران بعنوان یکی از بهترین چاپگرهای هیبریدی خانگی مشهور شد. یک ماشین همه‌کاره که از اکستروژن تک و دوگانه ، فرز CNC، حکاکی لیزر، برش دوبعدی و اکستروژن پوشش‌دهی (مواد خمیری) پشتیبانی میکند. Zmorph VX تقریباً با تمام مواد ترموپلاستیک سازندگان متفرقه بازار کار مینماید، بنابراین کاربران میتوانند از چاپ با مواد پیشرفته مانند نایلون ، HIPS ،PC/ABS و موارد دیگر استفاده کنند. وجود موتورگام X و Y سایلنت، باعث کاهش 50 ٪ سر و صدا شده است. حتی اکستروژن خمیر با مواد خوراکی مثل شکلات، خامه و موارد دیگر کار میکند. برای اطمینان از یک فرآیند گردش کار صاف برای کاربران ، این شرکت لهستانی نرم‌افزار Voxeliser 2 را منتشر کرده است.
Zmorph اعلام کرده تغییر گردش کار در ماشین هیبرید «فَب» و «وی ایکس» بعلت تشخیص هوشمند سر ابزار، سریع است. اگرچه مطمئناً میتوانید قطعاتی را که روی Fab چاپ کرده‌اید، ماشینکاری دو بعدی کنید، اما تمرکز در اینجا بیشتر بر استفاده دوگانه از یک دستگاه است، نه تولید کاهشی و افزایشی حرفه‌ای در یک فرآیند کاملا منسجم مانند اکثر ماشینهای صنعتی ادامه لیست. پس همانطور که در اولین پاراگرافها هم گفتیم این دستگاه، صنعتی نیست و حالت آماتوری البته خوش‌ساخت دارد.
محصولات All-in-One شرکت توسعه گران بعد سوم (3DPE)، امکان نصب ماژول حکاکی، برشکاری و لیزر سبک را دارند. برای خرید پرینتر سه بعدی رومیزی کلیک کنید. کلیه دستگاههای ما دارای ضمانت نامه و خدمات پس از فروش بلند مدت میباشند.
پرینتر هیبریدی Diabase H-Series
diabasemachines.com
قیمت: 10.000 دلار
شرکت «دیابِیس» مستقر در کلرادو، چند دستگاه تولید میکند یعنی محصول H5-400 و H5-500 با اندازه و آپشن متفاوت. این دستگاه هیبریدی FDM/CNC اهداف بالایی دارد. هدف طراحی «دیابیس اچ»، آنست که استفاده از دستگاه را تا حد امکان آسان و یک نفر را قادر سازد تا با یک کامپیوتر آنرا مدیریت کند.
سری H از Diabase Engineering یک دستگاه ترکیبی است که ماشینکاری CNC و چاپ سه بعدی را در یک رابط واحد ارائه میدهد. این دستگاه با دقت مهندسی شده تا مشکلات واقعی را در ابزار ساخت دسکتاپ حل کند. دستگاهی که تولید محصولات کاربردی با دقت بالا و یک کار حرفه‌ای را امکانپذیر مینماید. بسته به تعداد محورهایی که تصمیم دارید بدنبال آن باشید، چه 3 ، 4 یا 5، دستگاه حجم ساخت و سازهای مختلفی ارائه میدهد. حجم ساخت در دستگاه 3 محور 416mmx186mmx210mm است. از طرف چاپ سه بعدی، میتوانید طیف وسیعی از ترموپلاستیکهای درجه مهندسی مانند ABS PLA، نایلون، PETG TPU، مواد محلول در آب و موارد دیگر را چاپ کنید. این دستگاه مجهز به یک سیستم تمیز کردن نازل فعال، یک کابینت رشته ای گرم، یک سکوی ساخت گرم قابل تغییر و ابزارهای مختلف subtractive برای فرز ، حکاکی و سطح‌زنی است. همانطور که گفته شد شما میتوانید برای چاپ و فرز محور 4 و 5 به یک محور ماژولار دوار بروید.
H5-400 دارای یک ابزار تعویض خودکار 5 ایستگاهی با 14 ابزار فرز و سه هد پرینت رشته ترموپلاستیک است. یک کاوشگر لمسی همه جهته، تنظیم بستر، تشخیص لبه و کالیبراسیون دستگاه را اتوماتیک میکند. این دستگاه می تواند هر نوع ترموپلاستیکی را که برای دمای حداکثر 310 درجه سانتیگراد مناسب است، چاپ نماید.
سرنازلهای چاپ، بصورت خود تمیز شونده و پرایمینگ هستند که H5-400 و 500 را قادر میسازد تا چندین ماده را در یک پرینت ترکیب کند. دستگاه با GCode استاندارد از طریق یک صفحه وب کار مینماید. به این ترتیب، اپراتورها می توانند از هر پکیج نرم افزاری اسلایسر و CAM که با آن آشنا هستند، استفاده و قابلیت استفاده بیشتر را افزایش دهند. در هر حال این دستگاه کاملا صنعتی محسوب نمیشود و توانایی کار مداوم سنگین با آن نداشته باشید.
پرینتر هیبریدی Namma Eva
namma-france.com/en/eva-hybrid-3d-printer
شرکت نوپای فرانسوی Namma دستگاه تولید هیبریدی Eva 3-in-1 را ارائه می دهد. این دستگاه با فرمت بزرگ یک اکسترودر چاپگر FDM (متریال رشته ترموپلاستیک)، یک سر فرز CNC، یک برش لیزری و حکاکی را ترکیب می کند. فقط باید سر ابزار را عوض کنید که متاسفانه نشان میدهد ساختار صنعتی با محور مجزا ندارد.
تنوع بسیار زیاد گزینه‌های تولید، Eva را به یک راه حل تولیدی چندکاره تبدیل میکند و تطبیق‌پذیری آن به همین جا ختم نمیشود. برای چاپ FDM، دستگاه Eva دارای دو سر ابزار با قابلیت تعویض سریع، یکی با اکسترودر دوگانه و دیگری برای پرینت سریع است. این دستگاه از طیف گسترده‌ای از ترموپلاستیک‌ها از جمله فیلامنت فیبرکربن (پایه ABS)، فیلامنت PLA، نایلون، PC و TPU پشتیبانی مینماید.
کامپوننت سه محوره CNC دارای سر ابزار مجزا برای مواد نرم یا بادوام از چوب و پلاستیک تا آلومینیوم است. بطور مشابه، حکاکی/برش لیزری دارای گزینه‌های سر ابزار کم و پرقدرت است.
سازنده ادعا میکند که این ابزارها را میتوان در کمتر از یک دقیقه با یکدیگر تعویض کرد. یک نفر می تواند هر سه فرآیند تولید را با نرم افزار N-Play اجرا کند. Namma EVA با حجم ساخت 1000-500-500 میلیمتر، یک دستگاه تولید هیبریدی قدرتمند و انعطاف‌پذیر برای پلاستیک تا فلز است اما اجبار به تعویض دستی پک‌های printer و cnc، طیف کاربرد آنرا محدود و وقت‌گیر میکند.
محصولات صنعتی 3DPE، قطعات پروتوتایپ مورد نیاز شما را با متریال رشته ترموپلاستیک با دقت بالا تولید مینماید. این پرینترهای سه بعدی صنعتی به درخواست مشتری گرامی میتواند با پک حکاکی سرمته‌ای و لیزری سبک هم عرضه شوند. چاپگرهای ما دارای ضمانت نامه و خدمات پس از فروش بلند مدت میباشند تا خریداران عزیز دغدغه‌ای بابت تعمیرات و تعویض قطعات محصول نداشته باشند.
پرینتر سه بعدی هیبریدی 3D Systems Atlas HS
3dsystems.com/3d-printers/ext-1070-titan-pellet
3dsystems.com/3d-printers/ext-1270-titan-pellet
صنایع Titan Robotics چندین سال قبل از اینکه در سال 2022 توسط غول AM دنیا، شرکت 3D systems خریداری شود، دستگاه هیبریدی Atlas HS و سایر ماشینهای برش سی ان سی را میساخت.
Atlas HS برای رفع نیازهای مشتریان در صنایعی از جمله هوافضا، خودروسازی، ریخته‌گری و محصولات مصرفی طراحی و ساخته شد. سیستم ترکیبی افزودنی و کاهشی در Atlas HS کاربران را قادر میسازد تا قطعات، الگوها، قالبها، ابزارها، جگ‌ها و وسایل را روی یک دستگاه سریع و مقرون‌بصرفه بسازند.
به گفته این شرکت، میتوانید با استفاده از مواد اولیه گلوله‌ای (pellet)، مخارج مواد را تا 10 برابر کمتر و با ساب – برش هوشمند قطعات روی بستر پرینتر بصورت همزمان یا پس از چاپ، هزینه‌های کار را کاهش دهید. مواد قابل استفاده با دمای بالا عبارتند از انواع گرانولهای CF-PEI، GF-PEKK، و GF-PC در Atlas-HS – این سیستم دارای اکستروژن متریال پِلیت Titan و محفظه گرمایش صنعتی است.
Atlas-HS دارای یک سیستم فرز سه محوره در همان دروازه است تا قطعات پرینت سه بعدی را بتوان هم در حین و هم بعد از فرآیند چاپ ماشینکاری کرد (یعنی استاندارد هیبرید متناوب یا Alternating دارد). Atlas HS همچنین با اکسترودرهای پلت دوگانه و سرابزار اسپیندل برای قابلیتهای چاپ و فرز دوگانه در دسترس است. برای گزینه‌های فقط اکستروژن بدون اسپیندل به صفحات محصول Atlas و Atlas-H مراجعه کنید.
چاپگر سه بعدی هیبریدی Sugino Xtended
suginocorp.com/xtended
محصول Xtended شرکت «سوگینو (سوجینو)» که دفتر مرکزی آن در ایتالیا قرار دارد از رسوب فلز لیزری مبتنی بر پودر (LMD) – نوعی DED – برای چاپ سه بعدی قطعات و اجزای فلزی استفاده می کند (ماشین هیبریدی DED/CNC). این پلتفرم دارای یک راه اندازی دو سر است که ترکیبی از یک سر پردازش لیزری Ambit (که در زیر مشخص شده است) با یکCNC پنج محوره با 13 گزینه سر ابزار است.
قسمت LMD متکی به لیزر فایبر 1064 نانومتری است و با مواد اینکونل، آلیاژهای کبالت و فولاد ضدزنگ و فولاد ابزارسازی سازگار است. هد پردازش استاندارد دارای توان خروجی 200-700 وات و عرض رسوب 0.8-1.2 میلیمتر است، در حالیکه پردازش ثانویه اختیاری قدرت را به 500-1000 وات تسریع و همچنین عرض رسوب را به 1.5 تا 2.2 میلیمتر افزایش می دهد.
گزینه‌های سر ابزار CNC را میتوان از 13 به 21 مورد افزایش داد. Sugino این دستگاه را بویژه برای نمونه سازی سریع (پروتوتایپینگ) یا تعمیر قطعات و اجزای شکسته صنعتی به بازار عرضه کرده است.
ماشین هیبریدی Matsuura Lumex Avance-60
matsuurausa.com/model/lumex-avance-60
سازنده ژاپنی Matsuura یکی از اولین شرکتهایی بود که سال 2002 تولید افزودنی و کاهشی را مزدوج کرد. دستگاه بروز شده Lumex Avance-60 ادامه این میراث است.
ماشین لومیکس آوانسه-60، دارای یک چاپگر سه بعدی SLM (LPBF) است که با متریال پودرهای فلزی برند Matsuura از جمله فولاد ضد زنگ، کبالت، تیتانیوم، آلومینیوم و آلیاژهای نیکل، با استفاده از لیزر فیبر ایتربیوم 1000 واتی کار میکند.
با حجم چاپ 600-600-500 میلیمتر، دستگاه میتواند بسرعت و خیلی کارآمد، قطعات بزرگ را چاپ کند؛ مانند کل بلوک یک موتور V8 (هشت سیلندر). همچنین دارای سیستم بازیابی پودر خودکار برای بازیافت مواد میباشد. Lumex Avance-60 دارای یک اسپیندل فرز سرعت بالا برای ماشینکاری CNC با 20 گزینه سر ابزار است. این دستگاه از نرم افزار CAM اختصاصی Matsuura برای تعریف مسیرهای اسکن لیزری و فرز استفاده مینماید.
علاوه بر Lumex Avance-60، Matsuura محصول جمع و جورتر Lumex Avance-25 را نیز تولید کرده است. این مدل پایین‌تر دارای همان گزینه‌های ابزارآلات بوده، اما دارای موتورهای اسپیندل و لیزر کمتری است. هر دو مدل در طیف گسترده‌ای از صنایع، از نمونه‌سازی اولیه و قالب‌گیری تزریقی گرفته تا کاربردهای خودروسازی، هوافضا، پزشکی و انرژی را هدف قرار داده‌اند.
DMG Mori Lasertec Hybrid
us.dmgmori.com/products/machines/lasertec#machineOverViewSelectorId
«دی ام جی موری» سازنده ژاپنی آلمانی، در سری محصولات «لیزرتک» دستگاههای فرز CNC هیبرید با پرینتر فلزی DED را تولید میکند. سری Lasertec شامل 65، 125، 3000 و 6600 میشود. مدل 125 پرچمدار اقتصادی این سری است ولی سایر مدلها با هدف تولید قطعات بزرگ‌تر یا کوچکتر خاص عرضه شده‌اند.
هر یک از دستگاهها دارای یک نازل کواکسیال 5 محوری برای چاپ رسوبی مواد فلزی هستند و هر کدام با یک لیزر فیبر 3000 واتی عرضه می شوند؛ به استثنای 6600 که توان لیزر پیش‌فرض را به 2000 وات کاهش میدهد. آنها از طیف گسترده‌ای از مواد فلزی، از فولاد ضدزنگ و ابزارآلات گرفته تا آلیاژهای نیکل و مس، کبالت کروم و برنز پشتیبانی میکنند. در سال 2022، این شرکت پک لیزر پرتو آبی جدید توسعه یافته برای ماشینهای هیبریدی اضافه کرد. این نوع لیزر جذب بهتری را ارائه می دهد؛ برای مثال، پردازش مس خالص امکانپذیر میشود.
DMG Mori با توانایی تولید قطعات به طول نزدیک به چهار متر (در محصول 6600)، سری Lasertec را برای ساخت و تعمیر قطعات صنایع سنگین و پرتقاضا هدف‌گذاری کرده است. با راهحلهای دیجیتالی‌سازی یکپارچه، این ماشینها در زمینه‌های هوافضا، نفت و گاز، انرژی و مهندسی به بازار عرضه شده‌اند.
پرینتر صنعتی Eco-Hybrid
reichenbacher.de/en/products/additive-manufacturing-systems/hybridx-lt
سری محصول Hans Weber Eco-Hybrid، موجود در چهار اندازه، ترکیبی از پرینتر متریال گرانولی ترموپلاستیک ذوب شده (FDM ماده پلت – نه ماده رشته‌ای) با برشگر CNC است.
فرآیند چاپ افزودنی پیوسته امکان تولید قطعات با حجم زیاد و بسیار انعطاف پذیر را فراهم می کند. بعد یا در حین چاپ، ماشینکاری 5 محوره برای بهینه‌سازی دقت و سطوح انجام می شود (ساختار این ماشین هیبریدی استاندارد Alternating است). شرکت می‌گوید که سیستم هیبریدی به گزینه‌ای ایده‌آل بمنظور تولید اجزای خشن (کم رزولوشن) مورد استفاده برای پروتوتایپ سریع یا بمنظور قطعات تولید نهایی رزولوشن دقیق در سری‌سازی کوچک و بزرگ میباشد.
به دلیل اندازه‌های خوب این سری ماشینهای هیبریدی، کاربردهایی مثل ساخت قطعات حجیم نماسازی، قالب برای صنعت ساختمان یا قالبهای ریخته گری در صنایع قالب‌سازی است. سر ابزار ماشینکاری CNC عملکرد تمامی این نوع قطعات را از نظر دقت مطلوب و پرداخت سطح با کیفیت بالا، کامل میکند.
پرینتر هیبرید CEAD BEAD
belotti.com/en/bead-large-scale-3d-printer-and-5-axis-cnc-machine
ceadgroup.com/solutions/gantry-based-solutions/bead
CEAD از آلمان در سال 2021 با Belotti ایتالیایی همکاری کرد تا از تخصص مربوطه آنها در تولید افزودنی و کاهشی استفاده کند. نتیجه این همکاری BEAD است، یک دستگاه هیبریدی تولید مواد افزودنی با فرمت بزرگ.
BEAD دارای یک اکسترودر FDM درجه صنعتی CEAD است که گلوله‌های پلیمری را مصرف می کند. با حداکثر دمای نازل 400 درجه سانتیگراد، این سیستم میتواند عملاً هر نوع ترموپلاستیک پلت شده، از PP، ABS، و PETG گرفته تا مواد تقویت شده با فیبر و با کارایی بالا، مانند نایلون CF یا PEEK را چاپ کند. همراه با مرکز ماشینکاری 5 محوره CNC Belotti با 8 تا 60 موقعیت تعویض ابزار، BEAD تطبیق پذیری صنعتی بسیار زیادی را ارائه میدهد.
این دستگاه در پیکربندی‌های شاسی (دروازه‌ای) چندگانه موجود است که میتواند ابعادی به حداکثر بزرگی 5-11-50 متر داشته باشد (ارتفاع 5 متری، پهنا عرض طویل). به لطف کتابخانه گسترده مواد و این اندازه شاسی بسیار عظیم، BEAD در صنایع هوافضا، خودروسازی و دریایی برای تولید قالبها، شاخه‌ها و ابزارهای اتوکلاو استفاده میشود.
چاپگر هیبرید Mazak Integrex i-400 AM
mazakusa.com/machines/integrex-i-400am
Mazak Integrex i-400 AM مستقر در ژاپن یک دستگاه DED/CNC پنج محوره است. این برند، دستگاه هیبرید را بعنوان یک راه‌حل کلیدی برای پردازش قطعات پیچیده صنایع به بازار عرضه کرده است.
Integrex i-400 AM پودرهای فلزی را با لیزر فایبری ذوب میکند. Mazak می‌گوید که این دستگاه میتواند چندین ماده فلزی را به یک قسمت متصل کند تا مثلا امکان تعمیر اجزای سخت‌گیر مانند پره‌های توربین را فراهم گردد. یک تعویض‌گر هوشمند، سرهای ابزار با سرعت یا دقت بالا را بر اساس ویژگیهای مواد و سیستم مورد استفاده در دستگاه CNC بارگیری مینماید.
Mazak همچنین نسخه Integrex i-400S AM دستگاه را ارائه میدهد. ارتقاء محصول شامل یک اسپیندل چرخشی و اسپیندل فرزکاری دوم را اضافه میکند تا نیاز به وسایل، ابزار و جابجایی را به حداقل برسد.
Optomec Lens Machine Tool Systems
optomec.com/3d-printed-metals/lens-printers/lens-500-machine-tool-systems
«اُپتومک» که دفتر مرکزی آن در نیومکزیکوی آمریکاست، یک برند پیشکسوت در زمینه تولید AM از سال 1997 میباشد. این شرکت دو محصول هیبرید Lens 860 (MTS) را تولید کرده که چاپگر فلزی DED و فرز CNC را ترکیب میکند. دستگاه MTS دارای دو نسخه با فضای باز یا کنترل شده است.
هر دو ماشین هیبریدی با یک لیزر 3 کیلووات، چهار تغذیه پودر و یک ATC 16 ابزاری بهره‌وری یکسانی را ارائه میدهند. آنها بصورت استاندارد با یک سیستم حرکتی 3 محوره عرضه میشوند، اما با درخواست مشتری آنها به سیستمهای 4 یا 5 محور ارتقا می‌یابند. هر دو دستگاه Lens از یک کنترلر زیمنس با نرم افزار اختصاصی Optomec استفاده میکنند.
سیستم اتمسفر کنترل شده دارای یک محفظه ساختمانی وکیوم با کنترلهای جوی حلقه بسته است، درحالیکه سیستم اتمسفر باز محدود به جو عمومی است. هر دو محصول می توانند Inconel، فولاد، کبالت و تنگستن را چاپ کنند، اگرچه سیستم کنترل شده احتمالاً کیفیت قطعه بسیار بالاتری دارد. این ماشینها در حالت غیرهیبریدی یعنی به‌عنوان نسخه‌های فقط افزودنی (پرینتر) نیز موجود هستند.
شرکت نوپای کالیفرنیایی «مانتل» یک ماشین تولید ترکیبی منحصربفرد با تمرکز محدود بر روی قالب و ساخت ابزار تولید کرده است. Mantle P-200 از فناوری چاپ سه بعدی اکستروژن فلزی اختصاصی بنام فرآیند TrueShape استفاده میکند. P-200 این فرآیند را با ابزار CNC دقت بالا در یک دستگاه ترکیب کرده است.
روش TrueShape شبیه فناوری پرینت رشته ترموپلاستیک FDM است اما از مواد خمیر فلزی Mantle از جمله فولادهای ابزار P2X و H13 استفاده مینماید. خمیر فلز بصورت لایه‌ای ذوب و اکسترود، خشک شده و سپس با سر ابزار CNC برای دقت بالاتر و بهبود سطح، پرداخت میشود. در نهایت، قطعات باید برای تبدیل به فولاد متراکم استاندارد صنعتی در کوره حرارت‌دهی مرسوم با دمای بالا حرارت (زینترینگ) شوند؛ شرکت مانتل، برای این مرحله زینترینگ فلز هم دستگاه جانبی Mantle F-200 را بعنوان آپشن ماشین هیبرید تولید نموده است.
Mantle می گوید: فرآیند اختصاصی ما به اجزای سازنده، دقت بسیار بالا در جزئیات، سطوح بدون لایه زبر و با کیفیت عالی میدهد. ماشین هیبرید P-200 میتواند قالبهای دقیق برای تولید کالاهای پزشکی و مصرفی تولید نماید. نرم افزار هوشمند Mantle بطور خودکار بهترین استراتژی مسیر ابزار افزودنی و کاهشی را برای هر قسمت تعیین میکند.
ماشین هیبریدی Meltio Engine
meltio3d.com/metal-3d-printers/meltio-engine-cnc-integration
قیمت: 165.000 تا 245.000 دلار
«ملتیو» سازنده اسپانیایی پرینترهای سه بعدی فلزی، یک واحد یکپارچه‌سازی CNC بنام Meltio Engine ارائه میدهد که تقریباً هر دستگاه CNC صنعتی یا پلتفرم رباتیک را به یک سیستم تولید فلز هیبریدی بدون محدودیت اندازه ذاتی تبدیل مینماید. این شرکت می‌گوید با بهسازی دستگاه CNC موجود خود، قابلیت جدیدی برای ایجاد قطعات مقرون‌به‌صرفه، تعمیر، تقویت قطعات و افزودن ویژگی‌ها بر روی قطعات فلزی خواهید داشت.
سیستم Meltio یک فرآیند رسوب انرژی هدایت‌شده (DED) است که وقتی متریال فلز به حوضچه مذاب تولید شده توسط لیزر وارد میشود، دقیقاً به شکل رشته لایه روی یکدیگر قرار میدهد. فناوری Meltio در یک سر رسوب فشرده با شش لیزر کم توان بسته‌بندی شده، قادر به پردازش متریال سیم فلزی بوده و بصورت کواکسیال تغذیه میشود. همه این ساختار در کنار سر پایه اسپیندل ماشین فرز CNC نصب شده است.
خوشبختانه این سیستم میتواند سیم‌های فلزی مرسوم جوشکاری صنعتی که بسیاری از تولیدکنندگان از قبل در دسترس دارند را پردازش کند (صرفه‌جویی خوبی در هزینه متریال برایتان خواهد داشت). اما متاسفانه رنج قیمت 165000 تا 185000 دلاری آن، دستگاه CNC را شامل نمی شود؛ کل دستگاه CNC به اضافه ادغام سر Meltio و لوازم جانبی می تواند تا 245000 دلار برایتان آب بخورد. اگر مایل به آپدیت دستگاه CNC فعلی خود نیستید، می توانید یک Haas CNC با سرنازل Meltio که از طریق شرکت Phillips پیش‌نصب شده است؛ خریداری کنید.
Hybrid Manufacturing Technologies Ambit
شرکت دیگری که ماشین‌ابزارهای موجود شما را با مواد افزودنی بازسازی مینماید، فناوریهای تولید هیبریدی (HMT) مستقر در ایالات متحده است. این کمپانی می‌گوید: «ماشینهای همه‌کاره هیبریدی تجاری AMBIT Series به‌طور قابل‌توجهی هزینه‌های سرمایه را کاهش میدهند و یک مسیر پذیرش را برای اپراتورهای CNC فراهم میکنند.
در واقع، محصولات این برند، همه‌کاره‌ترین ماشین هیبریدی لیست ما میباشد و چندین فناوری مکمل را در یک راه‌اندازی یکپارچه ارائه کرده است.
این شرکت سرهای روکش لیزری با قابلیت تعویض ابزار Ambit یا سر اکستروژن با سیستم داکینگ را ارائه میدهد که میتواند تقریباً هر دستگاه CNC را با پرینتر رسوب فلز لیزری یا FDM ترموپلاستیکی ارتقا دهد (ستونی که بعنوان یک ایستگاه داکینگ یونیورسال نظارت و کنترل فرآیندهای تولید و اطمینان از قطعات با کیفیت عمل میکند).
hybridmanutech.com/portfolio/ambit_multi
این شرکت می گوید فناوری آنها برای تعمیر قطعات فلزی با ارزش بالا و افزودن ویژگی به قطعات موجود ایده‌آل است. HMT میتواند پلتفرم‌های عمودی موجود را ارتقا دهد تا قابلیتهای ماشینکاری افزودنی و کاهشی را در یک سیستم فعال کند یا راهحلهای سفارشی با هدهای خاص برای برآورده کردن اهداف کاربر ایجاد نماید (مثلا دستگاه هیبریدی Sugino’s Xtended که در بالا ذکر کردیم بر اساس مجموعه ابزار Ambit برند HMT است).
این سیستم چند وظیفه ای جدید، سرهای فناوری DED را با عملکرد قوی برای رسوب فلز از ضخامت 0.5 تا 3 میلیمتر ادغام مینماید. به لطف سر حسگر هوشمند آنالیز جریان امکان تشخیص و رفع ترکهای سطح و زیرین نیز فراهم میباشد. کیت Ambit Series بدون شک روشی نوآورانه برای ادغام مواد افزودنی در تولید معمولی صنعتی است.
ماشین هیبریدی AconityMIDI
aconity3d.com/products/aconity-midi-plus
پرینتر AconityMidi پلاس، در سال 2018 توسط تولیدکننده آلمانی Aconity3D با هدف ارائه یک سیستم تولید انعطاف‌پذیر به کاربران راه‌اندازی شد. AconityMidi مجهز به دوربین دوم اختیاری است که امکان تنظیم موازی جدید را فراهم کرده درحالیکه سیستم اصلی هنوز در حال تولید میباشد. حداکثر حجم تولید 170 در 200 میلیمتر و ضخامت لایه تا 10 میکرومتر است. علاوه بر این، سیستم نظارت بر فرآیند یا پیش گرم شدن درجه حرارت بالا (حداکثر 1200 درجه سانتیگراد) را ادغام شده است. این چاپگر سه بعدی ترکیبی بعنوان یک سیستم لیزر دوگانه در دسترس است که امکان حداکثر بهره‌وری را فراهم مینماید. با وزن 1450 کیلوگرم ، AconityMidi میتواند به گزینه خلاء منحصربفرد و پیکربندی میکرو-LBM مجهز شود. مطمئناً یک راه حل پیشرفته برای متخصصان صنعت است.
Hybrid 5axismaker
5axismaker.co.uk
پرینتر حکاک هیبریدی 5axismaker در سال 2015 توسط سازنده مستقر در انگلستان 5axisworks آغاز شد. این دستگاه در دو نسخه موجود است: 5xm400 و 5xm600 با توجه به حداکثر اندازه تولید. هر دو از هر نرم افزار CAD/CAM پشتیبانی میکنند (یک post processor در دسترس است) و شامل یک اشتراک تجاری یک ساله در Autodesk® Fusion 360 TM نهایی نیز هست. مجموعه شامل ابزارهای روتر CNC پنج محوره، پروب تاچ، چاپگر متریال ترموپلاستیکی، اسکنر و حسگر اندازه گیری و برش سیمی (hot wire cutter) بعلاوه پتانسیل اضافه کردن موارد بیشتر از طریق آداپتور آنهاست. همانطور که گفتیم که بسته به نسخه، حجم چاپ 400mm3 یا 600mm3 دارند و با ترموپلاستیک مهندسی مانند نایلون ، PC و غیره سازگار هستند.
5axismaker.co.uk/featured-projects
این ماشین با آنکه سازنده‌اش آنرا رده دسکتاپ نامیده اما میتواند یک محصول با کاربرد صنعتی سبک نیز حساب شود زیرا ساختاری محکم و قوی دارد و صنعتگران ماهر بخاطر کیت اوپن‌سورس‌اش قادرند آنرا با نیازهای خود بخوبی تطبیق دهند.
Kraken hybrid 3D printer
krakenproject.eu
پروژه Kraken یک پروژه اروپایی است که برای آوردن یک دستگاه تولیدی ترکیبی صنعتی همه در یک (all-in-one hybrid manufacturing machine) با قیمت مناسب به بازار عرضه شده است. سیستم Kraken ابزار چاپ سه بعدی، روباتیک و فناوریهای کاهشی را یکجا ارائه میدهد. مواد ترموپلاستیک، رزین و فلز برای تولید قطعات استفاده نهایی و قطعات کاربردی سفارشی بزرگ در این دستگاه تا 20 متر طول با دقت 0.1 میلیمتر اندازه گیری شده است. سازندگان ادعا میکنند که این سیستم به لطف نرخ رسوب بالا در طی فرآیند AM و یک سوئیچ بدون درز به عملیات فرز و اتمام (با یک سر تولید قابل تعویض) 40 ٪ سریعتر از شرکتهای رقیب است. همچنین گفته می شود که کراکن 25 ٪ تولید کننده‌تر است و تا 90 ٪ فضای کف کمتری را بخود اختصاص میدهد. بخش پرینتر، چندین فناوری را نیز ادغام می کند: سیم قوس AM فلزی با حجم دیپوزیشن مواد 1.5 l/h، چاپ اکستروژنی متریال رزین سایز بزرگ GDP با نرخ دیپوزیت 120 کیلوگرم در ساعت و یک فرآیند اسپری حرارتی برای چاپ فلزی در بالای قطعه پلیمری با نرخ دیپوزیت 6kg/h. بخش CNC با نرخ عمق برش 2mm و سرعت 10m/min پرچمدار است. این محصول واقعا راهحلهای بسیار کاملی برای عرضه دارد!
سرابزارهای ماشینکاری 3D-Hybrid Solutions
شرکت «تری دی هیبرید سولوشنز» بعنوان یک تأمین کننده خدمات تولید ترکیبی فلزی و توسعه‌دهنده فناوری پیشرفته مواد افزودنی فلزی (AM) در برنامه‌های کاربردی است. کیت‌های ارتقاء ترکیبی آنها دارای سه ابزار منحصربفرد فلزی AM برای دستگاههای CNC است: با استفاده از سه روش رسوب مستقیم انرژی (DED) مبتنی بر قوس الکتریکی، لیزری و جنبشی، تقریباً میتوانید از تمامی کاربردها و آلیاژهای نوین AM استفاده کنید.
3D-Hybrid اکنون تقریباً هر دستگاه CNC برندهای معتبر کشورهای پیشرفته را برای نصب سرابزار چاپ فلز لیزری، قوس الکتریک و سایشی قابل ارتقاء کرده است. این برند، در یک کمپین خبری از تجاری کردن بزرگترین دکل ربات چاپ فلزی جهان نیز رونمایی کرده است.
جمع‌بندی تولید هیبریدی
Hybrid 3D Print : AM for CNC
ماشینکاری هیبریدی، تکنیک‌های تولید افزودنی و کاهشی را در یک روش واحد ترکیب میکند. این مفهوم از سال 1990 توسعه یافته بود اما تا همین اواخر از نظر تجاری محبوب نشد. خوشبختانه این روند در حال تغییر است و امروزه تولیدکنندگان بیشتری در حال توسعه چاپگرهای سه بعدی هیبریدی هستند زیرا تقاضا برای چنین دستگاههایی رشد چشمگیری داشته است. برخی از برندها، عملکردهای بیشتری را نسبت به چاپ سه بعدی ارائه می دهند و حکاکی لیزر – برش – اکستروژن مواد پوشش‌دهی و … اغلب بمنظور ارائه یک راه حل همه کاره برای مشتری اضافه میشوند؛ با این حال، پرینترهای هیبریدی غیرصنعتی با عناوینی مثل “چاپگر همه در یک” یا “چاپگر 3 در 1” یا “All-in-One” خیلی قبلتر از عرضه دستگاههای واقعا هیبریدی جدیدتر به بازار عرضه شده‌اند؛ هنگام خرید پرینترهای ترکیبی موجود در بازار حتما به دسته‌بندی ساختاری ماشین یعنی دسکتاپ یا صنعتی دقت کنید. چون محصولات رومیزی (Desktop) امکانات محدودتری دارند، سایز ساخت آنها کوچک بوده، مراحل برشکاری در آنها کاملا اتوماتیک، مستقل، چندمحوره نیست و نیاز به تعویض دستی سر ابزار دارند. پس اصلا بدرد پروژه‌های سنگین صنعتگران ماهر نمی‌خورند. کسب و کارهای کارگاهی متوسط تا بزرگ بهتر است سری ماشینهای هیبریدی صنعتی (Industrial hybrid 3D printer) را برای بهبود تولید قطعات خود انتخاب و خرید کنند.
آیا شما هم چاپگر هیبریدی جدیدی میشناسید؟ لطفا درباره آن بنام خودتان از فرم زیر کامنت بفرستید.
منابع
- 3dnatives.com/en/hybrid-3d-printers-ranking-030920205
- all3dp.com/1/3d-printing-cnc-guide-to-hybrid-additive-subtractive-manufacturing
- 3dhybridsolutions.com/whats-hybrid.html
- https://3dprint.com/262291/hybrid-3d-printing-part-1-introduction-d
- digitalengineering247.com/article/hybrid-3d-printing-what-you-need-to-know-now
- plmgroup.eu/articles/hybrid-pliers-case