某某工厂-专业生产加工、定做各种金属工艺品

自工业革命以来，许多制造技术得到了发展。根据工艺的不同，这些技术可以分为不同的类别。主要有三大类：增材制造、减材制造和成形制造。本文将探讨其中两类——减材制造和增材制造的工艺、优缺点及其差异。

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什么是减材制造

减材制造通过逐步从一个固体块或板材上去除材料来创建物体。材料的去除是通过切割、钻孔、镗孔或磨削实现的。这些工艺可以手动进行，但通常使用计算机数控技术来完成。如今流行的减材制造工艺是CNC加工。

在CNC加工中，计算机数控切削工具通过机械去除材料来实现所需的几何形状。该过程涉及使用计算机辅助设计（CAD）软件来设计加工模型，以及使用计算机辅助制造（CAM）软件来指导数控机床如何精确地去除材料。根据3D模型进行材料去除的三大主要加工工艺是车削、钻孔和铣削。其他减材制造工艺包括激光切割、水刀切割、电火花加工和等离子切割，这些方法主要用于2D加工。

• 适用于多种材料，包括金属、塑料、塑料复合材料甚至木材。
• 可以用于获得几乎任何几何形状，如平面、孔、圆柱、螺纹、插槽等。
• 可以实现高精度，公差约为0.025毫米
• 可以获得光滑的表面处理

• 材料浪费较多，因为切屑会被废弃。即使这些切屑可以回收利用，它们仍然是废料
• 每个部件的加工时间比增材制造和成形制造方法更长

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什么是增材制造

增材制造是一种通过逐层堆积材料，从3D模型数据中制造部件的过程，与减材制造和成形制造方法相反。尽管目前全球增材制造的大部分应用集中在聚合物基系统上，但在金属部件制造方面也有越来越多的行动和兴趣。

增材制造广为人知的是3D打印。它通过使用3D打印机设备实现。3D打印这个术语涵盖了一系列不同的工艺，这些工艺根据原料和能源来源而异。然而，所有操作中都存在一些共同的基本步骤。

1. 首先，设计要打印部件的CAD模型。
2. 然后，使用专用的切片软件将这个模型切片成多个横截面层。
3. 根据所使用的技术，3D打印机会开始熔化、熔融或固化原料，并逐层堆积，直到形成所需的几何形状。原料可以是粉末、线材、板材或液体。

3D打印工艺包括树脂光固化成型 (SLA), 激光烧结成型 (SLS), 惠普尼龙多流射熔融成型 (MJF) , 热塑性材料熔融沉积成型 (FDM), 金属激光烧结成型 (SLM)等。

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• 消除了废料因此效率很高
• 相较之下从设计到生产的速度更快
• 能够轻松制造复杂而精细的设计

• 与其他制造工艺相比，可用材料种类有限
• 在处理金属时成本较高
• 不适合大批量生产

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增材制造和减材制造的比较

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增材制造和减材制造之间的选择

增材制造和减材制造都适用于原型制作。然而，3D打印更适合使用塑料进行原型制作，而金属原型制作则更适合采用增材制造。对于成品，减材制造更为合适。这是因为减材制造生产的部件通常不需要后处理，并且具有更好的机械性能。

对于小批量生产，如1-10个相同的部件，如果使用聚合物材料，使用3D打印更为合适，因为对于这种数量来说成本较低。而生产10-10000个相同部件，减材制造更具成本效益。对于超过10000个数量的生产，应考虑使用成形制造工艺。

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增材制造更适合生产较小尺寸的部件。而减材制造则更适合用于较大尺寸的部件。

像金属、木材、玻璃、石材和泡沫这样的材料，要么非常昂贵，要么无法使用增材制造进行制造，因此这些材料需要使用减材制造方式。另一方面，像柔性热塑性聚氨酯弹性体橡胶（TPU）和金属超合金这类难以加工的材料可以通过3D打印来制造。

增材制造对于小批量塑料制品而言比减材制造更具成本效益。然而，对于金属而言，金属激光烧结成型 (SLM)的成本比CNC加工高出100%左右。总而言之，增材制造适合用于塑料制成的小型、高度复杂的部件原型制作和小规模生产。而减材制造则更适合用于各种材料制成的相对简单、大型部件的大规模生产。

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