Soustractive contre CNC-AM hybride pour la réparation d'outils

Par PFT, Shenzhen

Pour maintenir le bon fonctionnement des lignes de production en 2025, il faut maximiser la durée de vie des outils critiques et coûteux.augmentation des taux de ferrailleL'usinage CNC conventionnel soustractif est depuis longtemps la norme pour la réparation et la rénovation d'outils.L'émergence de systèmes hybrides intégrés de fabrication additive CNC (AM) offre une alternative prometteuseLes systèmes hybrides combinent le fraisage et le tournage traditionnels avec des procédés de dépôt d'énergie dirigée (DED) AM tels que le revêtement laser ou la fabrication additive d'arc de fil (WAAM),le tout dans une seule plateforme de machines.

2 Méthodes

• Réparation CNC soustractive:Les zones usées ont été usinées sur un centre d'usinage à 5 axes pour restaurer la géométrie d'origine.
• Réparation CNC-AM hybride:Les surfaces usées ont d'abord été préparées par usinage léger, puis le matériau manquant a été reconstruit à l'aide d'un DED (alimentation en poudre) à base de laser sur une machine CNC-AM hybride dédiée (par exemple, DMG MORI LASERTEC,Le produit doit être présenté à l'intérieur de l'établissement.Les paramètres de dépôt (puissance laser, puissance de dépôt, puissance de dépôt) sont les suivants:taux d'alimentation, se chevauchent) ont été optimisées pour un apport et une dilution de chaleur minimaux.
• La géométrie:Les géométries avant et après la réparation ont été scannées à l'aide d'une CMM optique de haute précision (Coordinate Measuring Machine).
• Intégrité de surface:La rugosité de surface (Ra, Rz) a été mesurée perpendiculairement à la direction de coupe à l'aide d'un profilomètre de contact.3) des profils ont été réalisés dans les zones réparées et les zones affectées par la chaleur (HAZ).
• Propriétés du matériau:Des sections transversales des zones réparées ont été préparées, gravées et examinées par microscopie optique et électronique à balayage (SEM) afin d'évaluer la microstructure, la porosité et l'intégrité des liaisons.
• Temps de traitement:Le temps total de la machine pour chaque processus de réparation (installation, usinage, dépôt pour hybride, finition) a été enregistré.
• Données de référence:Les résultats ont été comparés aux critères de référence publiés pour les performances des outils et aux normes de réparation établies.

3.1 Précision dimensionnelle et restauration géométrique

• 3.2 Propriétés du matériau et microstructure
• 3.3 Efficacité des processus

Je suis désolée.4 Discussion

This comparative study demonstrates that hybrid CNC-Additive Manufacturing offers a powerful and often superior alternative to conventional subtractive CNC machining for the repair of high-value cutting toolsLes résultats clés montrent que le CNC-AM hybride:

• La supériorité de la complexité:L'avantage significatif du CNC-AM hybride réside dans la réparation d'outils aux géométries complexes ou à dommages locaux graves (puces, bords cassés).La capacité additive permet une restauration ciblée sans compromettre le corps de l'outil central, en conservant une plus grande partie du matériau et de la géométrie coûteux d'origine, quelque chose que les méthodes soustractives ne peuvent pas réaliser sans une refonte fondamentale.
• Performance du matériau:Le dépôt réussi d'alliages de qualité outil avec une dureté appropriée et une microstructure saine confirme la faisabilité technique de la réparation hybride.L'entrée de chaleur contrôlée a minimisé les effets néfastes sur le matériau de base.
• Compromise de temps de traitement:Alors que les méthodes soustractives sont plus rapides pour l'usure simple, les hybrides deviennent compétitifs ou plus rapides pour les réparations complexes.valeurIl s'agit non seulement de sauver des outils qui pourraient autrement être mis au rebut en utilisant des méthodes soustractives uniquement.
• Limites:Cette étude a porté sur la faisabilité technique et les propriétés initiales.y compris résistance à l'usure et durée de vie par fatigue par rapport aux nouveaux outils et aux réparations soustractivesLe coût initial des équipements hybrides CNC-AM est également nettement supérieur à celui des machines CNC classiques.Bien que souvent compensé par des économies de matériaux sur l'outil lui-même.
• Les conséquences pratiques:Pour les fabricants traitant d'un grand volume d'outils complexes et de grande valeur,L'investissement dans la capacité de réparation hybride CNC-AM constitue un argument convaincant pour réduire les coûts de remplacement et l'inventaire d'outilsPour les outils plus simples ou moins complexes, les méthodes soustractives restent efficaces et rentables.

Alors que le CNC soustractif reste efficace pour les usures plus simples, le CNC-AM hybride débloque une valeur significative pour les applications de réparation d'outils complexes.La recommandation est que les fabricants évaluent leur portefeuille d'outils et leurs modes de défaillance spécifiques..La mise en œuvre devrait être axée sur des outils de grande valeur avec des géométries complexes où le coût de remplacement est élevé.Les recherches ultérieures devraient donner la priorité à la validation à long terme des performances dans des environnements opérationnels et à des analyses détaillées coûts-avantages incluant une prolongation de la durée de vie des outils.