후처리가-기존 처리를 완전히 대체할 수 있나요?

一, 기술적 경계: 후가공 기계 처리의 '능력의 상한'과 '적용 격차'-
1. 재료를 얼마나 잘 활용하느냐의 차이
재료 품질에 있어서 보다 유연한 "절삭 가공"이 전통적인 가공을 가능하게 합니다. 예를 들어, 코발트 크롬 몰리브덴과 같은 경도가 높은-합금을 절단하려면 PCD 도구나 초음파를 이용한 가공을 사용해야 합니다.- 반면, 적층 가공을 이용해 유사한 소재를 만들려면 HIP(Hot Isostatic Pressing)를 통해 내부 기공 결함을 제거한 후 5{4}}축 CNC 밀링을 통해 표면 정확도 요구 사항을 충족해야 합니다. 이 방법으로 고성능 부품을 만들 수 있더라도 적층 제조 공정의 분말 야금 특성으로 인해 사용할 수 있는 재료가 제한됩니다. 이로 인해 대형 금속 빌렛에 대한 기존 단조 방법의 가공 능력을 직접적으로 대체하기가 어렵습니다.
적절한 크기와 표면 품질을 확보하는 "이중 과제"
후처리의 주요 목적은-적층 제조에 내재된 문제를 해결하는 것입니다. 예를 들어, 항공기 엔진 터빈 디스크의 3D{3}}프린팅 부품에 대한 블레이드 프로파일 두께 공차는 와이어 절단 및 연삭을 통해 ± 0.3mm에서 ± 0.05mm로 고정되어야 합니다. 표면 거칠기도 Ra8{10}}15μm에서 Ra0.8{11}}1.6μm로 줄여야 합니다. 레이저 반사판과 같이 마이크로미터{13}}수준의 정밀도가 필요한 광학 부품의 경우 기존의 초정밀 연삭이 여전히 최선의 선택입니다. 후처리는 여러 프로세스가 함께 작동해야 하기 때문에 누적된 모든 실수를 제거하기 어렵기 때문입니다.
3. 복잡한 구조 처리의 '효율성 역설'
적층 제조에는 고르지 않은 표면 및 내부 흐름 채널과 같은 복잡한 구조의 작업을 더 쉽게 해주는 "자유 제조" 기능이 있습니다. 그러나 사후-처리 단계에서는 이러한 효율성이 덜 유용해질 수 있습니다. 예를 들어, 특정 유형의 위성 브래킷의 3D-프린팅 알루미늄 합금 부품에서 지지 잔여물을 제거하려면 CNC 밀링이 필요합니다. 이를 통해 무게는 15% 감소하지만 기존 주조 및 가공 방법에 비해 가공 시간이 30% 더 오래 걸립니다. 전통적인 스탬핑 및 열처리 공정의 단가는 자동차용 커넥팅 로드와 같이 대량으로 생산되는 표준화된 부품에 대한 첨가제 및 후처리 조합의 단가보다 여전히 낮습니다.
2, 비용 구조: 후처리 기계를 사용한 가공의 "경제적 임계값"
1. 장비 구입 및 유지 비용
5축 연동 CNC 공작기계, 레이저 연마기 등의 후가공 장비 가격은 대당 수백만 위안에 달합니다. 폐쇄-루프 제어를 달성하려면 이러한 기계에 온라인 감지 시스템과 스마트 네트워크 기술이 필요합니다. 예를 들어, German Hammer C20U 5{6}}축 머시닝 센터용 특수 포스트 프로세서를 만드는 데는 수십만 위안이 소요됩니다. 일반 밀링 머신의 프로그래밍 비용은 그 비용의 1/10에 불과합니다. 또한 적층 제조 분말 재료(예: 대략 2000위안/kg의 비용이 드는 티타늄 합금 분말)의 비용은 기존 막대 재료의 비용보다 상당히 높습니다. 이로 인해 후처리의 총 비용이-더 높아집니다.
2. 프로세스 체인의 길이와 숨겨진 비용
후처리 처리에는 적층 가공, 열처리, 표면 마감 등 여러 공정을 통합해야 하므로 공정 체인이 길어지고 숨겨진 비용이 높아집니다. 예를 들어, 의료용 임플란트용 코발트 크롬 몰리브덴 합금 대퇴과두를 제작하려면 분말 부착을 없애기 위한 전해연마 작업이 필요하고, 나사산 뿌리를 고정하기 위한 마이크로 밀링 작업이 필요합니다. 표준 단조 및 CNC 선삭 공정은 단 2시간밖에 걸리지 않지만 단일 부품을 가공하는 데는 8시간 이상이 소요됩니다. 후가공을 통해-제품을 더욱 개별화할 수 있지만, 많은 제품을 만들 때 전통적인 방법의 "일회성 성형" 장점을 따라잡는 것은 여전히 ​​어렵습니다.
3. 기술과 인건비에 대한 의존성
운영자는 후처리 프로세서 처리를 수행하는 데 더욱 숙련되어야 합니다.- 예를 들어, 5-축 CNC 프로그래밍에서 공작물 좌표계와 기계 좌표계 간을 변환하는 방법을 알아야 합니다. 반면에 전통적인 선삭 및 밀링 가공 기술에 대한 교육 시간은 매우 빠릅니다. 또한 적층 제조의 결함(예: 기공 채우기)을 수정하려면 드릴링, 용접 및 기계 가공이 혼합되어야 하므로 공정 작업자에게 필요한 기술이 훨씬 더 높아지고 노동 비용도 더 많이 듭니다.
3. 산업생태학: 기존 가공의 독창성과 협력적 발전
1. 기간산업에서의 "밸러스트석"의 기능
자동차, 전기 같은 기본 산업에서는 여전히 전통적인 가공 방식을 가장 많이 사용합니다. 예를 들어, 자동차 엔진 실린더 블록을 주조하고 가공하는 방법은 매년 수백만 개를 생산할 수 있습니다. 반면 적층 제조는 효율성이 떨어지기 때문에 주류 공급망에 진입하기가 어렵습니다. 또한 고전 단조 과정에서 금속 라인의 흐름을 조절하면 부품의 피로 강도를 크게 높일 수 있습니다. 이는 비행기의 기본 하중을 지탱하는-구조적 구성 요소를 만드는 데 여전히 필요합니다.
2. 후처리를 위한 "틈새 시장"-을 올바른 위치에 배치
후처리의 주요 이점은-'높은 복잡성, 낮은 배치 크기, 높은 정밀도' 요구 사항을 충족한다는 것입니다. 예를 들어, 항공우주 분야에서는 3D 프린팅된 연료 노즐의 내부 흐름 채널을 제거하기 위해 전기화학적 연마(ECP)를 사용해야 합니다. 이는 이러한 마이크로채널 아키텍처에 대한 기존 가공으로는 어려운 버 및 흐름 저항을 낮추기 위해 수행됩니다. 의학에서는 마이크로 밀링을 사용하여 맞춤형 임플란트의 나사산 뿌리를 환자의 뼈 조직에 맞도록 변경합니다. 이는 표준적인 방법으로는 할 수 없는 일입니다.
3. 기술이 통합되는 '협력적 진화'의 패턴
'덧셈+뺄셈' 복합 공정은 앞으로 제조업 경쟁의 주요 화두가 될 것이다. 예를 들어, Siemens NX 소프트웨어는 적층 제조 경로와 5{2}}축 CNC 가공이 함께 작동하여 서로를 최적화하는 것을 가능하게 했습니다. 디지털 트윈 기술을 사용하여 변형을 예측하고 자동으로 보정 프로그램을 생성하여 가공 정확도를 ± 0.01mm 미만으로 유지합니다. 또한 열처리 시스템을 Simplified Cloud Zero Code System과 같은 디지털 플랫폼과 결합하면 생산 제어 루프를 만들 수 있으므로 후처리 방법과 기존 방법 간의 비용 차이가 더욱 작아집니다.-