التصنيع الإضافي مقابل التصنيع الطرحي: أي عملية هي الأنسب لقطعتك؟

يستخدم المهندسون في صناعات الطيران والفضاء والسيارات والأجهزة الطبية أساليب التصنيع الإضافية مقابل أساليب التصنيع الطرحية. ويمكن لاختيار الأسلوب الأمثل أن يقلل من التكلفة ووقت التسليم.

التصنيع الإضافي والتصنيع الطرحي عمليتان تندرجان ضمن نطاق واسع من التصنيع الحديث. لكل منهما أساليب ومزايا مختلفة، ويستخدمان منهجين مختلفين.

بعد قراءة هذا المقال، سيكون لديك فهم أفضل لعمليات التصنيع الإضافية والطرحية، والتكاليف المرتبطة بها، والتفاصيل الرئيسية، بينما تتعمق أيضًا في تكامل التصنيع الهجين مع التقنيات الإضافية والطرحية.

 

ما هو التصنيع الطرحي؟

يتم عرض التصنيع الطرحي من خلال إزالة المواد

فريف: التصنيع الطرحي هو أسلوب تصنيع يقوم بإنشاء أجزاء عن طريق إزالة المواد من قطعة عمل صلبة باستخدام عمليات القطع والحفر والطحن والتجليخ والتجويف المتحكم بها، على عكس التصنيع الإضافي الذي يبني الأجزاء طبقة تلو الأخرى.

معروف أيضا باسم: يُطلق على التصنيع الطرحي أيضًا اسم التشغيل الآلي، أو التشغيل الآلي باستخدام الحاسوب، أو التصنيع التقليدي.

الخصائص الرئيسية

تتميز عمليات التصنيع الطرحية بثلاث سمات أساسية:

1. إزالة المواديبدأ بالمواد الزائدة ويزيل ما لا يحتاج إليه
2. التحكم الدقيق: يحقق دقة تصل إلى ±0.001 بوصة (0.025 مم)
3. العمليات الطرحيةيستخدم أدوات القطع، أو الليزر، أو نفاثات الماء، أو التفريغ الكهربائي لإزالة المواد

التصنيع اليدوي مقابل التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC)

التصنيع اليدوي: يعتمد التصنيع التقليدي القائم على الطرح على فنيي تشغيل الآلات المهرة الذين يقومون بتشغيل المخارط والمطاحن وآلات الحفر يدويًا، وضبط الإعدادات بناءً على الخبرة والقياسات.

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: تستخدم عمليات التصنيع الحديثة القائمة على الطرح أنظمة التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC) التي تعمل على أتمتة العملية بأكملها:

• تصميم CADيقوم المهندسون بإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد باستخدام برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD).
• برمجة CAMيقوم برنامج CAM بتحويل التصاميم إلى كود G قابل للقراءة آليًا
• إنشاء مسار الأدواتيقوم البرنامج بحساب مسارات القطع والسرعات ومعدلات التغذية المثلى.
• التنفيذ الآلي: تقوم آلات التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC) بتنفيذ البرنامج بأقل قدر من التدخل البشري
• ضبط الجودةيتم فحص الأجزاء مقابل نموذج التصميم بمساعدة الحاسوب الأصلي

يوفر هذا النهج الذي يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر إمكانية التكرار والاتساق والتعقيد التي يستحيل تحقيقها باستخدام التشغيل اليدوي.

كيف تعمل عملية التصنيع الطرحي

الخطوة الثالثة: التصميم يقوم المهندسون بإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد باستخدام برنامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) لتحديد هندسة الجزء وأبعاده وتفاوتاته.

الخطوة الثالثة: البرمجة يقوم برنامج CAM بتحليل النموذج وإنشاء كود CNC (كود G وكود M) الذي يحدد ما يلي:

• اختيار الأدوات وتغييرها
• سرعات دوران المغزل (دورة في الدقيقة)
• معدلات التغذية (بوصة/دقيقة)
• أعماق القطع وعدد مرات المرور
• تفعيل سائل التبريد

الخطوة 3: الإعداد يتم تثبيت قطعة العمل في الآلة باستخدام أدوات التثبيت أو الملزمة أو طاولات التفريغ. يتم تحميل أدوات القطع في مخزن الأدوات.

الخطوة 4: التصنيع تقوم آلة التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC) بتنفيذ البرنامج، وإزالة المواد بشكل منهجي من خلال عمليات مختلفة:

• تزيل عمليات التجليخ الخشن المواد بكميات كبيرة بسرعة.
• تُحقق عمليات التشطيب الأبعاد النهائية وجودة السطح.
• يتم تغيير الأدوات تلقائيًا لمختلف الميزات

الخطوة 5: مرحلة ما بعد المعالجة قد تخضع الأجزاء لعمليات ثانوية مثل إزالة النتوءات، والتلميع، والمعالجة الحرارية، أو الطلاء.

 

ما هي عمليات التصنيع الطرحية الشائعة؟

الحفر باستخدام الحاسب الآلي على آلة الخراطة

تشمل عمليات الطرح الشائعة أساليب متنوعة تخدم تطبيقات مختلفة. وتشمل الأنواع الرئيسية لأساليب الطرح ما يلي:

طريقة عملنا	كيف تعمل هذه التقنية؟	المواد	تطبيقات نموذجية
CNC الطحن	تستخدم أدوات قطع دوارة متعددة النقاط لإزالة المواد من قطعة العمل، مما يؤدي إلى إنشاء أشكال هندسية ثلاثية الأبعاد معقدة بدقة عالية	المواد البلاستيكية الحرارية الصلبة، والألومنيوم، والفولاذ، والتيتانيوم، والنحاس الأصفر (آلات CNC الصناعية)	مكونات صناعة الطيران، قطع غيار السيارات، قوالب، نماذج أولية
CNC خراطة	يقوم بتدوير قطعة العمل بينما تقوم أداة قطع ثابتة بإزالة المواد، مما ينتج أجزاء أسطوانية ذات دقة عالية.	المعادن اللينة والصلبة، والبلاستيك الهندسي، والخشب	الأعمدة، والدبابيس، والبطانات، والمكونات الملولبة
الحفر باستخدام الحاسب الآلي	يُنشئ ثقوبًا دقيقة في قطع العمل باستخدام رؤوس الحفر، مع التحكم في العمق والموضع بواسطة برمجة CNC	المعادن، والبلاستيك، والمواد المركبة، والخشب	لوحات الدوائر، وكتل المحركات، والمكونات الهيكلية
مملة CNC	يقوم بتوسيع الثقوب الموجودة إلى أقطار دقيقة باستخدام أداة قطع أحادية النقطة لتحسين الدقة وجودة السطح.	المعادن الصلبة، والحديد الزهر، وسبائك الصلب	أسطوانات المحرك، والأسطوانات الهيدروليكية، والهياكل الدقيقة
التوسيع باستخدام الحاسب الآلي	تُنهي هذه العملية الثقوب المحفورة مسبقًا بأبعاد دقيقة وبجودة سطح فائقة باستخدام أدوات التوسيع متعددة الشفرات.	الفولاذ المقوى، الفولاذ المقاوم للصدأ، الألومنيوم	محامل دقيقة، أجسام صمامات، تجهيزات فضائية
طحن	تستخدم عجلة كاشطة تدور بسرعة عالية لإزالة كميات صغيرة من المواد، مما يحقق دقة عالية وتشطيبات سطحية ممتازة.	المعادن المقساة، والسيراميك، والزجاج، والكربيد	تشطيب الأدوات والقوالب، تروس دقيقة، حلقات محامل
ماكينة التفريغ الكهربائي (EDM)	تستخدم شرارات كهربائية لتبخير المعادن، مما يؤدي إلى تشكيل أشكال معقدة دون الحاجة إلى تلامس مادي مع الأدوات، وهي مثالية للمواد الصلبة.	المعادن الصلبة، فولاذ الأدوات، التيتانيوم، كربيد التنجستن	قوالب معقدة، أدوات طبية، قطع غيار طائرات
القطع بالليزر	يركز شعاع ليزر عالي الطاقة لصهر أو حرق أو تبخير المواد على طول مسارات مبرمجة بدقة متناهية	المواد البلاستيكية الحرارية، والخشب، والأكريليك، والمنسوجات، والصفائح المعدنية (أنظمة الليزر الصناعية)	اللافتات، الأجزاء الزخرفية، الحشيات، تصنيع الصفائح المعدنية
قطع المياه النفاثة	يدفع الماء عالي الضغط الممزوج بجزيئات كاشطة لقطع المواد دون مناطق متأثرة بالحرارة	البلاستيك، والمطاط، والمعادن اللينة والصلبة، والحجر، والزجاج، والمواد المركبة، والرغوة	الحشيات، أدوات تقطيع الطعام، أسطح العمل الحجرية، الأجزاء المعدنية المعقدة

تشمل عمليات الطرح الشائعة الخراطة والحفر والطحن، والتي يتم تنفيذها باستخدام الآلات الصناعية أو آلات سطح المكتب للمعدات الكبيرة في محلات الآلات.

أدوات التصنيع الطرحية متاحة تتوفر التكنولوجيا اليوم بأشكال مختلفة، تلبي احتياجات الإنتاج على نطاق صغير وكبير.

المواد في التصنيع الطرحي

يوفر التصنيع الطرحي تشكيلة واسعة من المواد، مما يمنح العملية مرونةً أكبر. فيما يلي بعض المواد الأكثر استخدامًا:

• المعادن:تعتبر المعادن المادة الأكثر استخدامًا في التصنيع الطرحي نظرًا لخصائصها المتميزة، والتي تعد مثالية لصنع مكونات دقيقة لاستخدامها في صناعات الطيران والسيارات.
• البلاستيكتُستخدم مواد النايلون والبلاستيك ABS في صناعة المكونات الدقيقة التي تُستخدم في تطبيقات متنوعة تتطلب أن تكون خفيفة الوزن.
• المركبة:يمكن معالجة المركبات البوليمرية، مثل ألياف الكربون، باستخدام أدوات قطع خاصة لصنع أجزاء عالية الأداء.
• الخشب والسيراميك:يتم تصنيع هذه المواد فقط لتطبيقات محددة، مثل الأثاث أو المكونات المخصصة.

القدرة على آلة المواد المتنوعة تصنع التصنيع الطرحي خيارٌ مفضلٌ للصناعات التي تتطلب قطعًا عالية الدقة. نقوم في برولينتك بتصنيع أكثر من 40 نوعًا من المواد مع ضمان دقة التصنيع. حمّل تصميمك للحصول على توصية مجانية بشأن المواد والعمليات.

ما هو التصنيع الإضافي؟

الطباعة 3D

التصنيع الإضافي (AM) هو عملية التصنيع طبقة تلو الأخرى تُصنّع هذه التقنية أجزاءً مادية مباشرةً من ملف CAD، حيث يتم ترسيب المواد أو دمجها أو معالجتها فقط في الأماكن التي يتطلبها التصميم. وعلى عكس التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) الذي يُزيل المواد من كتلة صلبة، تُضيف تقنية التصنيع بالإضافة (AM) المواد مع شبه انعدام الهدر، مما يجعلها الطريقة المُفضلة للنماذج الأولية السريعة، والإنتاج بكميات صغيرة، والمكونات ذات الأشكال الهندسية الداخلية المعقدة.

عملية التصنيع الإضافي الأكثر شيوعًا هي طباعة ثلاثية الأبعاد ، والتي تُستخدم لإنتاج مكونات دقيقة ذات أشكال هندسية معقدة.

تتضمن بعض عمليات التصنيع الإضافي الشائعة تقنيات مثل نمذجة الترسيب المندمج (FDM)، والطباعة النمطية (SLA)، تلبيد انتقائي بالليزر (SLS)، ولكل منها تطبيقات مختلفة. لقد جعلت تقنيات التصنيع الإضافي عملية إنشاء النماذج الأولية والإنتاج على دفعات صغيرة أسهل ومتاحة بسهولة بفضل الطباعة ثلاثية الأبعاد متعددة الاستخدامات.

عمليات التصنيع الإضافي

التصنيع الإضافي هو عملية متعددة الاستخدامات للغاية، والتي تتضمن تقنيات تصنيع مختلفة ذات قدرات فريدة:

عملية التصنيع الإضافي	كيف تعمل هذه التقنية؟	مواد متوافقة	أفضل ل	التسامح النموذجي
نمذجة الترسيب المنصهر (FDM)	يقوم ببثق خيوط اللدائن الحرارية من خلال فوهة ساخنة طبقة تلو الأخرى	PLA، ABS، PETG، نايلون، PEEK، TPU	نماذج أولية وظيفية، وقوالب، وتجهيزات، وقطع غيار للاستخدام النهائي منخفضة التكلفة	± شنومك مم
التصوير الحجمي المجسم (SLA)	يعالج ليزر الأشعة فوق البنفسجية راتنج الفوتوبوليمر السائل طبقة تلو الأخرى	راتنج قياسي، راتنج هندسي، راتنج أسنان، راتنج شمعي قابل للصب	نماذج أولية عالية الدقة، نماذج أسنان، قوالب صب استثماري	± شنومك مم
التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS)	يقوم ليزر ثاني أكسيد الكربون بتلبيد مسحوق البوليمر - لا حاجة إلى هياكل داعمة	نايلون PA12، نايلون PA11، مادة TPU، نايلون مقوى بالألياف الزجاجية	أشكال هندسية معقدة، وتجميعات وظيفية، وإنتاج بكميات صغيرة	± شنومك مم
تلبيد المعادن بالليزر المباشر (DMLS)	يقوم ليزر الألياف عالي الطاقة بصهر مسحوق المعدن لإنتاج أجزاء كثيفة تمامًا	Ti6Al4V، فولاذ مقاوم للصدأ 316L، AlSi10Mg، إنكونيل 718، CoCr	دعامات الفضاء الجوي، وغرسات طبية، وحشوات أدوات، وأجزاء هيكلية عالية التحمل	± شنومك مم
متعدد النفاثات (MJF)	تعمل طاقة الأشعة تحت الحمراء على دمج مسحوق النايلون مع المواد الرابطة وعوامل التلميع.	PA12، PA11، TPU	إنتاج البوليمر بكميات كبيرة، قوة الأجزاء المتجانسة، تفاصيل سطحية دقيقة	± شنومك مم
بيندر النفث	يتم رش المادة الرابطة السائلة على المعدن أو مسحوق الرمل طبقة تلو الأخرى	الفولاذ المقاوم للصدأ، إنكونيل، الجبس الملون بالكامل، رمل السيليكا	قطع معدنية عالية الإنتاجية، قوالب صب الرمل، نماذج ملونة بالكامل	± شنومك مم
ترسيب الطاقة الموجهة (DED)	يقوم الليزر المركز بصهر الأسلاك المعدنية أو المساحيق أثناء ترسبها.	التيتانيوم، إنكونيل، الفولاذ المقاوم للصدأ، سبائك النحاس	إصلاح المكونات، وتصنيع المعادن بأحجام كبيرة، والتصنيع الهجين باستخدام التصنيع بالإضافة إلى التصنيع باستخدام الحاسوب	± شنومك مم

تُدعم هذه التقنيات الإضافية بأنظمة تصنيع إضافية وطرحية سهلة الاستخدام على أجهزة سطح المكتب، بالإضافة إلى آلات صناعية ضخمة، مما يجعل التصنيع الإضافي متاحًا في مختلف الصناعات. نحن نقدم خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد للطباعة الصناعية بتقنيات FDM و SLA و SLS، وتسليم الأجزاء في غضون 3-5 أيام.

ما هي المواد التي يمكن استخدامها في التصنيع الإضافي؟

طباعة معدنية ثلاثية الأبعاد

يدعم التصنيع الإضافي مجموعة واسعة من المواد، مما يتيح مرونة في التصميم والتطبيق. تشمل المواد الشائعة ما يلي:

البلاستيك:تعتبر المواد البلاستيكية هي المادة الأكثر استخدامًا في التصنيع الإضافي، وذلك بسبب فعاليتها من حيث التكلفة، وعملية الطباعة السلسة، والجودة.

المعادنالمعادن متينة وقوية، مما يجعلها مفيدة في مجموعة واسعة من التطبيقات. مواد مثل التيتانيوم والسبائك يتم تصنيعها في كثير من الأحيان باستخدام آلات CNC.

تُستخدم عملية DMLS الإضافية لتصنيع مكونات دقيقة عالية القوة تُستخدم في الصناعات الثقيلة  

المركبة:تعتبر البوليمرات المقواة مثل ألياف الكربون والمواد المملوءة بالزجاج خفيفة الوزن وتتميز بالأداء العالي، وهو أمر مثالي لصناعة السيارات.

راتنجات:SLA هي عملية معالجة الراتنج التي تتميز بتفاصيل عالية وسطح أملس، وهي مثالية للمجوهرات.

السيراميك والمواد المتوافقة حيوياً:تتمتع هذه المواد بتطبيقات متخصصة للغاية، مثل الغرسات، وتتمتع بقدر كبير من التنوع، لذا فإن التصنيع الإضافي، مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد، يعد مثاليًا للتوافق البيولوجي.

 

التصنيع الطرحي والتصنيع الإضافي: الاختلافات الرئيسية

تختلف التصنيع الإضافي والطرحي بشكل أساسي في نهجهما مادة التلاعب بها، مما يؤثر على تطبيقاتها ونتائجها. 

البعد	التصنيع الطرحي	التصنيع المضافة
طريقة عملنا	يزيل المواد من قطعة العمل الصلبة عن طريق أدوات القطع	بناء الأجزاء طبقة تلو الأخرى عن طريق إضافة المواد
معدات	تستخدم آلات التحكم الرقمي الحاسوبي مثل آلات الطحن والخراطة والمثاقب ومراكز الخراطة	يستخدم طابعات ثلاثية الأبعاد موجهة بواسطة برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (FDM، SLA، SLS، إلخ).
تكاليف المعدات	تبدأ أسعار ماكينات CNC الصغيرة للورش من حوالي 2,000 دولار. أما أدوات الورش المتقدمة فتتراوح أسعارها بين 10,000 و50,000 دولار، وذلك حسب المحاور والميزات وحجم القطعة والأدوات المطلوبة. بينما تتراوح تكلفة الأنظمة الصناعية بين 50,000 و500,000 دولار أو أكثر.	تبدأ أسعار طابعات ثلاثية الأبعاد المكتبية الاحترافية للبلاستيك من 3,500 دولار أمريكي. أما أنظمة الطباعة ثلاثية الأبعاد الصناعية بتقنية SLA/SLS فتتراوح أسعارها بين 15,000 و100,000 دولار أمريكي. بينما تبدأ أسعار طابعات المعادن الصناعية واسعة النطاق من 400,000 دولار أمريكي فأكثر.
كفاءة المواد	ينتج عن ذلك نفايات مادية نتيجة إزالة الرقائق والقصاصات	يقلل من الهدر باستخدام المواد اللازمة للجزء فقط
المواد	المعادن (الألومنيوم، والفولاذ، والتيتانيوم، والنحاس الأصفر)، واللدائن الحرارية الصلبة، واللدائن المتصلبة حرارياً، والخشب، والرغوة، والمواد المركبة	المواد البلاستيكية الحرارية (PLA، ABS، النايلون)، راتنجات البوليمر الضوئي، مساحيق المعادن، السيراميك، المواد المركبة
التعقيد الهندسي	يقتصر على الأشكال الهندسية التي يمكن الوصول إليها بواسطة أدوات القطع؛ يصعب إنشاء قنوات داخلية أو هياكل شبكية	يتفوق في التعامل مع الأشكال الهندسية المعقدة، والأشكال العضوية، والقنوات الداخلية، والهياكل الشبكية، والتجميعات كأجزاء منفردة
الدقة واللمسة النهائية	يحقق دقة عالية (±0.001 بوصة)، وتفاوتات ضيقة، وتشطيبات سطحية ممتازة مباشرة من عملية التصنيع	دقة نموذجية ±0.1-0.5 مم؛ قد تتطلب معالجة لاحقة (الصنفرة، التنعيم بالبخار، التشغيل الآلي) للحصول على تشطيبات سطحية دقيقة.
حجم الإنتاج	فعالة من حيث التكلفة وسريعة لعمليات الإنتاج المتوسطة إلى عالية الحجم بمجرد إعداد الأدوات.	مثالية للإنتاج بكميات صغيرة، والأجزاء المخصصة، والتصنيع حسب الطلب، والنماذج الأولية
مهلة	وقت إعداد أطول للأدوات والتجهيزات، ولكن إنتاج أسرع لكل جزء على نطاق واسع	وقت إعداد قصير؛ يعتمد وقت الطباعة على حجم القطعة ومدى تعقيدها؛ أفضل للنماذج الأولية السريعة
حجم الجزء	يمكن إنتاج أجزاء كبيرة جدًا باستخدام الآلات الصناعية (عدة أمتار)؛ الحجم محدود بقاعدة الآلة	محدود بحجم الطباعة للطابعة؛ عادةً ما يتراوح بين 200 و400 مم لأجهزة سطح المكتب، ويصل إلى أكثر من 1000 مم للأنظمة الصناعية.
القوة والخصائص	تتمتع الأجزاء بكثافة وقوة مواد كاملة؛ ولا توجد مخاوف بشأن تماسك الطبقات؛ وخصائص ميكانيكية ممتازة	تعتمد القوة على تماسك الطبقات؛ وقد تكون لها خصائص متباينة الخواص (أضعف بين الطبقات)؛ وتتحسن باستخدام المواد المتقدمة
متطلبات التدريب	تتطلب آلات CNC الصغيرة تدريبًا متوسطًا على البرامج، وإعداد المهام، والصيانة، والتشغيل، والتشطيب. أما أنظمة التصنيع الصناعية الطرحية فتتطلب موظفين متخصصين وتدريبًا مكثفًا.	تتميز طابعات ثلاثية الأبعاد المكتبية بسهولة استخدامها، حيث يكفي توصيلها وتشغيلها مباشرةً مع تدريب بسيط على إعداد الطباعة وصيانتها وتشطيبها. أما أنظمة الطباعة ثلاثية الأبعاد الصناعية فتتطلب موظفين متخصصين وتدريبًا مكثفًا.
متطلبات المنشأة	آلات CNC صغيرة الحجم مناسبة للورش؛ أما الأنظمة الصناعية فتتطلب مساحة أكبر مخصصة مع تهوية وطاقة مناسبتين.	أجهزة سطح المكتب مناسبة للاستخدام في المكاتب وعلى أسطح العمل في مساحات متوسطة؛ أما طابعات ثلاثية الأبعاد الصناعية فغالباً ما تتطلب مساحة أو غرفة مخصصة مزودة بنظام تكييف هواء للحفاظ على استقرار درجة الحرارة
المعدات المساعدة	تتطلب العملية أدوات متنوعة؛ وتعمل الأنظمة المتقدمة على أتمتة عمليات مثل تغيير الأدوات، وإزالة الرقائق ومعالجتها، وإدارة سائل التبريد.	أدوات وأنظمة للتنظيف والغسيل والمعالجة اللاحقة والتشطيب وإزالة الدعامات، وذلك حسب العملية.
الانتهاء من السطح	تشطيب سطح ممتاز بعد التصنيع؛ يمكن تحقيق Ra 0.4-3.2 ميكرومتر (16-125 ميكروبوصة)	خطوط الطبقات المرئية؛ عادةً ما تكون قيمة Ra من 6 إلى 25 ميكرومتر؛ تتطلب معالجة لاحقة للحصول على أسطح ناعمة.
مرونة التصميم	يتطلب ذلك مراعاة إمكانية الوصول إلى الأدوات، وزوايا السحب، واتجاه التشغيل الآلي	حرية تصميم عالية؛ قيود هندسية قليلة؛ مثالية للأشكال العضوية
نفايات المواد	تتراوح نسبة إزالة المواد عادةً بين 40 و90%؛ ويمكن إعادة تدوير الرقائق في كثير من الأحيان.	نسبة النفايات تتراوح بين 5-10% (للدعامات)؛ ويمكن إعادة استخدام المسحوق في بعض العمليات.
أفضل التطبيقات	أجزاء عالية الدقة، دفعات إنتاجية، مكونات معدنية، هوامش خطأ ضيقة، تشطيب سطح ممتاز	نماذج أولية معقدة، أجزاء مصممة حسب الطلب، إنتاج بكميات صغيرة، تكرار سريع، تعقيد هندسي

العملية والمنهجية

تتضمن عملية التصنيع الطرحي عمليات إزالة المواد، مثل الطحن والتحويل والحفر، والتي يتم إجراؤها باستخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. 

التصنيع الطرحي عملية دقيقة ومفصلة للغاية. تُدار باستخدام التحكم الرقمي الحاسوبي، ويمكنها معالجة قطع العمل المعدنية والبلاستيكية والمركبة.

التصنيع الإضافي هو عكس التصنيع الطرحي. تعتمد عمليات التصنيع الإضافي على طباعة المواد طبقةً تلو الأخرى ببطء باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد.

المعدات والإعداد

تستخدم عمليات الطرح آلة طحن CNC ذات 5 محاور وأدوات آلية لمعالجة المواد الزائدة بدقة، وتشكيل قطعة العمل. وقت الدورة في CNC، يتم تحسين الكفاءة الشاملة للإعداد.

تستخدم التصنيع الإضافي الطابعات ثلاثية الأبعاد المقترنة بنماذج CAD لإنشاء قطعة العمل. 

يمكن أن تتراوح الطابعات ثلاثية الأبعاد من أجهزة سطح المكتب إلى المعدات الصناعية الكبيرة التي يمكنها إنتاج أجزاء على نطاق واسع بكفاءة عالية.

المواد والنفايات

التصنيع الطرحي يُزيل المواد ويُنتج نفايات، مما قد يزيد من تكلفة قطع المعادن الثمينة. من ناحية أخرى، يطبع التصنيع الإضافي المواد عبر طرف، مما يزيد من كفاءته. 

تتطلب الطباعة ثلاثية الأبعاد دعم المكونات للحفاظ على الهيكل المناسب والحفاظ على الطباعة آمنة

مرونة التصميم

التصنيع الإضافي متعدد الاستخدامات، ويُمكّن من إنشاء أشكال هندسية معقدة بسهولة. وهو مدعوم بتقنية التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، مما يُمكّنه من إنشاء تصاميم معقدة، مثل المكونات المجوفة، وهو أمرٌ لا يُمكن تحقيقه باستخدام أساليب الطرح. 

تقتصر التصنيع الطرحي على الأدوات المتخصصة وقدرات تصنيع الأدوات والمواد.

ما هي مزايا التصنيع الطرحي؟

عروض التصنيع الطرحية العديد من المزايا مقارنةً بعمليات التصنيع الأخرى. نذكر بعضها أدناه:

• دقة عالية وتسامحات: يمكن لعمليات CNC الطرحية تحقيق تسامحات ضيقة مع تشطيبات متسقة باستخدام الآلات ذات الخمسة محاور،
• الخامة التنوع: يمكن للتصنيع الطرحي معالجة مجموعة واسعة من المواد، بدءًا من المعادن والبلاستيك والمركبات، وتلبية مجموعة كبيرة من التطبيقات.
• البنية التحتية المنشأة:تتوفر أدوات التصنيع الطرحية في معظم متاجر الآلات، مدعومة بعقود من التطوير التكنولوجي والعمالة الماهرة.
• المتانة:غالبًا ما تكون الأجزاء المنتجة من خلال العمليات الطرحية متجانسة، مما يوفر قوة فائقة مقارنة ببعض المكونات المطبوعة ثلاثية الأبعاد.

 

ما هي مزايا التصنيع الإضافي؟

التصنيع مضافة يقدم فوائد فريدة تكمل طرحي أساليب:

• الأشكال الهندسية المعقدة: تتيح العمليات الإضافية إنشاء تصميمات معقدة، بما في ذلك الهياكل الداخلية وأنماط الشبكة، دون الحاجة إلى أدوات متخصصة.
• النماذج الأولية السريعة:عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد سريعة وفعالة، مما يتيح التكرير والتطوير السريع، مما يمكنه من تحديد أي عيوب قبل الإنتاج الضخم.
• الخامة الكفاءة: لا تُنتج التصنيع الإضافي نفايات زائدة، بل تستخدم فقط المواد اللازمة لإنتاج قطعة العمل. كما أنها لا تُنتج نفايات كالمواد المُطرحة.
• التخصيص:تتميز التصنيع الإضافي بقدرته العالية على التخصيص، لذا فإن إنتاج منتجات ذات أحجام منخفضة ومخصصة أمر سهل.

 

سعر التصنيع الإضافي مقابل التصنيع الطرحي

استخدم تكلفة التصنيع of مضافة وطرح العمليات قد تختلف التكلفة باختلاف المادة ونوع الآلة. يقارن الجدول أدناه عوامل التكلفة الرئيسية:

عامل التكلفة	التصنيع الطرحي	التصنيع المضافة
تكاليف المعدات	تكلفة أولية عالية في آلات CNC والمطاحن والمخرطات.	طابعات سطح المكتب ثلاثية الأبعاد (رخيصة) إلى الآلات الصناعية باهظة الثمن؛ صيانة أقل.
تكاليف المواد	أعلى بسبب النفايات الناتجة عن إزالة المواد.	انخفاض نفايات المواد؛ حيث يمكن أن تكون مساحيق المعادن باهظة الثمن.
تكاليف العمالة	يتطلب فني ماهر في مجال ماكينات CNC	انخفاض تكاليف العمالة لأنظمة سطح المكتب
حجم الإنتاج	فعالة من حيث التكلفة لعمليات التصنيع ذات الحجم الكبير.	أكثر اقتصادا للأجزاء ذات الحجم المنخفض أو المخصصة
الأدوات والإعداد	يتطلب تركيبات وأدوات مخصصة، مما يزيد التكلفة	تكاليف الأدوات البسيطة
المعالجة البعدية	الحد الأدنى من المعالجة اللاحقة	قد يتطلب معالجة لاحقة كبيرة

ترتفع تكاليف التصنيع الطرحي نظرًا للحاجة إلى آلات CNC وأدوات القطع. إضافةً إلى ذلك، يُنتج هذا النظام نفايات تتطلب أدوات متخصصة، مما يزيد التكاليف بشكل كبير عند العمل بالمعادن. ومع ذلك، فهو فعال من حيث التكلفة للإنتاج بكميات كبيرة.

في حالة التصنيع الإضافي، فإنه لا ينتج نفايات مادية ولكنه يتمتع بتكلفة مادية أعلى بسبب استخدام مساحيق البوليمر والمعادن المتخصصة.

إنها ميسورة التكلفة ومثالية لإنتاج دفعات صغيرة من المكونات ذات الأشكال الهندسية المعقدة. هل أنت مستعد لبدء التصنيع؟ احصل على اقتباس فوري لتلبية احتياجات مشروعك

الاختيار بين التصنيع الإضافي والطرحي

تنتج كلتا العمليتين قطع عمل عالية التفاصيل يتم استخدامها في تطبيقات مختلفة عبر مختلف الصناعات.

يمكن أن يعتمد الاختيار بين التصنيع الإضافي والطرحي على خصائص المشروع والمواد

في بعض الحالات، فإن الجمع بين التصنيع الإضافي والطرحي لإنشاء عملية هجينة يعطي أفضل النتائج، ولكن هذه العملية تتطلب تقييمًا شاملاً للمشروع ونتائج تقييم سلوك المواد.

التصميم والتعقيد الهندسي

يمكن بسهولة إنتاج أشكال هندسية معقدة، مثل الشبكات الداخلية والمكونات المجوفة، باستخدام التصنيع الإضافي. يستحيل إنتاج هذه الأشكال الهندسية باستخدام أساليب الطرح.

يمكن للتصنيع الطرحي إنتاج أشكال هندسية بسيطة بدقة عالية، لكنه لا يستطيع إنشاء أشكال هندسية داخلية بسبب مشكلات إمكانية الوصول، حيث لا تستطيع الأداة القراءة داخل قطعة العمل.

المتطلبات المادية

تعتبر التصنيع الطرحي متعدد الاستخدامات ويمكنه معالجة مجموعة واسعة من المواد بدقة وكفاءة عالية، والتي تشمل المعادن والبلاستيك والمركبات من خلال عمليات مختلفة مثل الطحن والتصنيع باستخدام الحاسب الآلي.

تعمل التصنيع الإضافي باستخدام المواد البلاستيكية والبوليمرية المركبة، ولكن قد تكون قوتها منخفضة في بعض الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد عند مقارنتها بالمكونات الآلية. 

الدقة والانتهاء من السطح

يمكن لعمليات CNC الطرحية إنتاج منتجات ذات تحملات ضيقة وتشطيبات سطحية، وهو أمر مثالي لصناعات الطيران والفضاء والطبية.

يُنتج التصنيع الإضافي لمسة نهائية ناعمة، ولكنه يتطلب طحنًا وتفريزًا لتلميع السطح وتحقيق تحمّلات دقيقة. قد تزيد هذه المعالجة الإضافية من تكلفة قطعة العمل.

حجم الإنتاج وقابلية التوسع

كلتا العمليتين مناسبتان لمقاييس مختلفة من الإنتاج. تعتبر عملية التصنيع أقل تكلفة عند حجم الإنتاج المرتفع وتستخدم عمليات تصنيع سريعة لتحقيق الكفاءة.

 يُعد التصنيع الإضافي أكثر ملاءمةً للدفعات الصغيرة التي تتطلب تخصيصًا وهندسةً معقدة. لا تتطلب هذه العملية أدواتٍ باهظة الثمن، لكن تكلفة الوحدة أعلى، لذا يُنصح بها فقط للإنتاج بكمياتٍ محدودة. 

مهلة التسليم والنماذج الأولية

تقلل التصنيع الإضافي بشكل كبير من أوقات التنفيذ للنماذج الأولية، مما يسمح بالتكرار السريع والتحقق من صحة التصميم دون الحاجة إلى تركيبات مخصصة. 

إن التصنيع الطرحي، على الرغم من قدرته على إنتاج النماذج الأولية، غالبًا ما ينطوي على أوقات إعداد أطول بسبب متطلبات الأدوات والبرمجة.

اعتبارات التكلفة

تعتمد فعالية كل طريقة تصنيع من حيث التكلفة على نطاق المشروع. قد يكون التصنيع الطرحي أكثر توفيرًا لعمليات الإنتاج الكبيرة للأجزاء القياسية، بينما يُعد التصنيع الإضافي مفيدًا للدفعات الصغيرة أو التصاميم المعقدة التي تقلل من تكاليف الأدوات.

تأثير بيئي

عند مناقشة التأثير البيئي لكلا العمليتين، فإن التصنيع الإضافي أكثر كفاءة وينتج نفايات مادية أقل، مما يؤدي إلى بصمة بيئية أصغر ولكنه يستهلك المزيد من الطاقة لكل جزء يتم إنتاجه.

يعتمد التصنيع الطرحي على إزالة المواد من كتلة صلبة لتكوين مكون. ينتج عن ذلك كمية كبيرة من النفايات، خاصةً عند العمل بالمعادن.

يجب على الشركات المصنعة أن تأخذ كل هذه العوامل في الاعتبار لتقييم ما إذا كان التصنيع الإضافي أو الطرحي أو الهجين هو الخيار الأفضل لمشروعك.

بشكل عام، يعد التصنيع الإضافي خيارًا أفضل لإنتاج كميات كبيرة من الأجزاء المعدنية الدقيقة بتكلفة منخفضة، في حين يعد التصنيع الطرحي خيارًا مثاليًا لإنتاج كميات كبيرة من الأجزاء المعدنية الدقيقة.

 

التصنيع الهجين: الجمع بين العمليات الإضافية والطرحية

إن الجمع بين التقنيات الإضافية والطرحية لتشكيل عملية واحدة سلسة يُعرف باسم التكنولوجيا الهجينة.

تستخدم العملية الهجينة طابعة ثلاثية الأبعاد لطباعة أجزاء ذات تصميمات معقدة وهياكل داخلية، ثم يتم تحسينها عن طريق التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لتحقيق التسامح الدقيق والتشطيبات السطحية.

تُعرف هذه العملية أيضًا بالتصنيع الإضافي والطرحي ويتم إجراؤها باستخدام أنظمة التصنيع الحديثة التي تجمع بين أدوات التصنيع الإضافي والطرحي.

ما هو التصنيع الهجين؟

يعتمد التصنيع الهجين على مبدأ دمج كلٍّ من التصنيع الإضافي وعمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الطرحية. يمكن تشطيب قطعة مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد على آلة طحن باستخدام الحاسب الآلي لتحقيق تفاوت دقيق وجودة عالية في التشطيب.

يؤدي الجمع بين هذه العمليات إلى تقليل هدر المواد ويسمح لك بتصنيع أجزاء ذات تصميم معقد.

 أصبحت عملية التصنيع الهجينة سهلة مع توفر المنتجات بسهولة والتي تتراوح من أجهزة سطح المكتب إلى المعدات الصناعية الكبيرة.

هل يمكن استخدام التصنيع الهجين للمعادن والبلاستيك؟

نعم، يعمل التصنيع الهجين مع كل من المعادن والبلاستيك، حيث يجمع بين الطباعة ثلاثية الأبعاد والتصنيع باستخدام الحاسوب لمعالجة مجموعة واسعة من المواد.

المعادن المستخدمة في التصنيع الهجين:

تستخدم عمليات التصنيع الهجينة معادن شائعة، بما في ذلك سبائك الألومنيوم، والفولاذ المقاوم للصدأ (304، 316L)، والتيتانيوم (Ti-6Al-4V)، وفولاذ الأدوات، والإنكونيل، والكوبالت والكروم. تتضمن عملية التصنيع عادةً الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن باستخدام تقنية دمج مسحوق المعادن أو الترسيب الموجه للطاقة، متبوعةً بالتصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) لتحقيق دقة تصل إلى ±0.001 بوصة وتشطيبات سطحية تتراوح بين 0.8 و3.2 ميكرومتر (Ra).

المواد البلاستيكية المستخدمة في التصنيع الهجين:

بالنسبة للبلاستيك، تعالج الأنظمة الهجينة اللدائن الحرارية الهندسية بما في ذلك ABS والنايلون (PA12) وPEEK وUltem والبولي كربونات ومركبات ألياف الكربون. تُطبع الأجزاء أولاً بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام FDM أو SLS، ثم تُصنع باستخدام آلات CNC لضمان دقة الأبعاد، والخصائص الملولبة، والأسطح المتلامسة الملساء.

المزايا الرئيسية حسب نوع المادة:

بالنسبة للمعادن، يقلل التصنيع الهجين من هدر المواد بنسبة تتراوح بين 60 و80% مقارنةً بالتصنيع التقليدي باستخدام قوالب صلبة، مع إمكانية إنشاء خصائص داخلية معقدة مثل قنوات التبريد المتوافقة. أما بالنسبة للبلاستيك، فتجمع هذه العملية بين الأشكال الهندسية العضوية المطبوعة ثلاثية الأبعاد وخصائص التثبيت المصنعة بدقة عالية والوصلات ذات التفاوتات الضيقة.

التطبيقات:

تُستخدم تقنية التصنيع الهجينة المعدنية في مكونات توربينات الطائرات، والغرسات الطبية، وأدوات التبريد المطابق، وقطع غيار السيارات عالية الأداء. أما تقنية التصنيع الهجينة البلاستيكية فتُستخدم في النماذج الأولية الوظيفية، وقطع الغيار النهائية المصممة حسب الطلب، والقوالب والتجهيزات، ومكونات الإنتاج بكميات صغيرة.

تستفيد كل من المعادن والبلاستيك من قدرة التصنيع الهجين على الجمع بين الحرية الهندسية لعمليات التصنيع الإضافي والدقة وجودة السطح لعمليات التصنيع الطرحي.

 

تطبيقات التصنيع الإضافي والطرحي

الجمع والطرح تصنيع تخدم الصناعات المتنوعة، حيث تستفيد كل منها من قدراتها الفريدة:

• فضاء:يتم استخدام التصنيع الطرحي للمكونات المعدنية الدقيقة، في حين ينتج التصنيع الإضافي أجزاء خفيفة الوزن ومعقدة مثل فوهات الوقود.
• سيارات:تصنع آلات CNC مكونات محرك متينة، بينما تقوم الطابعات ثلاثية الأبعاد بإنشاء نماذج أولية لأجزاء مخصصة وإنتاج هياكل خفيفة الوزن.
• خدمات الطبية:تمكن التصنيع الإضافي من إنتاج الغرسات والأطراف الاصطناعية المخصصة، في حين تضمن العمليات الطرحية الدقة في الأدوات الجراحية.
• المنتجات الاستهلاكية:تدعم أدوات التصنيع الإضافية والطرحية المكتبية النماذج الأولية السريعة والإنتاج بكميات صغيرة من السلع الاستهلاكية.

 

خاتمة

تعد التصنيع الإضافي والطرحي من أكثر عمليات التصنيع الحديثة استخدامًا، والتي توفر مزايا لتطبيقات مختلفة عبر مختلف الصناعات.

تتميز عملية التصنيع الطرحي بالدقة العالية وتنوع المواد المقترن بصناعة قائمة بالفعل، وهو ما يجعلها مثالية لإنتاج كميات كبيرة من الأجزاء المعدنية والمركبة.

يُعد التصنيع الإضافي مثاليًا لإنشاء أشكال هندسية معقدة وقطع مخصصة بأقل قدر من الهدر. يجمع التصنيع الهجين بين عمليات الجمع والطرح ليُشكل نهجًا مثاليًا لتصنيع القطع من بيانات النماذج ثلاثية الأبعاد.

إن عملية الاختيار بين التصنيع الإضافي والطرحي أو دمجهما في عملية هجينة هي عملية معقدة تتطلب تقييم خصائص المواد والتصميم وحجم الإنتاج.

 

خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة في برولين-تك

في شركة برولين-تك، نقدم خدمات التصنيع بالطرح، والتصنيع بالإضافة، و خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد للنماذج الأولية وقطع الإنتاج. وبفضل عقود من الخبرة الهندسية، نساعد العملاء في إيجاد حلول تصنيع عملية في كل مرحلة من مراحل تطوير المنتج.

اطلب عرض سعر مجاني اليوم واحصل على دعم تصنيعي من فريقنا الهندسي.