Ang ebolusyon ng mga teknolohiyang panggawa ay nagdulot ng dalawang pangunahing pamamaraan: additive manufacturing (AM) at subtractive manufacturing. Habang parehong layunin ay gumawa ng mga bahaging may kakayahang gumana, ang kanilang mga pamamaraan, kakayahan, at limitasyon ay lubhang magkakaiba.
Ang subtractive manufacturing ay nakakamit ang katiyakan sa pamamagitan ng pag-alis ng materyal. Nagsisimula ito sa mga solidong billet na materyal (tulad ng mga ingot na metal at mga slab na plastik) at gumagamit ng mga teknik tulad ng Computer Numerical Control (CNC) machining, milling, at lathing upang sistematikong alisin ang materyal at makamit ang ninanais na hugis at sukat. Mayroon itong mga tiyak na pakinabang: nagbibigay ito ng mahusay na surface finish at mataas na dimensional accuracy (na may tolerance na ±0,025 mm), ang mga ibabaw na nagpapaloob ng karga ay may napakahusay na mekanikal na katangian dahil sa isotropic na grain structure, at ang napananatili nang mabuti nitong teknolohiya ay malawakang tinatanggap na sa iba’t ibang industriya. Gayunpaman, mayroon din itong mga kapansin-pansing limitasyon: malaki ang basurang materyal (maaaring umabot sa 90% ang scrap rate para sa mga kumplikadong bahagi mula sa titanium alloy), mayroon itong mga limitasyon sa hugis ng geometriya (halimbawa, ang mga panloob na channel at lattice structures ay karaniwang hindi maisasagawa), at mas mabilis ang pagsuot ng tool kapag pinoproseso ang matitigas na materyal tulad ng titanium, na nagdudulot ng pagtaas sa gastos sa produksyon.
Ang additive manufacturing ay gumagawa ng mga bahagi sa pamamagitan ng pag-deposito ng bawat layer. Batay sa mga digital na modelo, ito ay bumubuo ng mga komponente sa pamamagitan ng pag-deposito ng mga materyales (karaniwang metal na pulbos o polymer) nang pa-layer, kung saan ang mga pangunahing teknolohiya ay kinabibilangan ng Selective Laser Melting (SLM), Fused Deposition Modeling (FDM), at Binder Jetting (BJ). Ang mga pangunahing lakas nito ay ang sumusunod: produksyon na malapit sa huling hugis (near-net-shape) na nagpapakontrol sa basurang materyales (na may rate ng scrap na mas mababa sa 5%), walang kapantay na kalayaan sa disenyo (na nagpapahintulot sa paggawa ng mga organikong hugis, panloob na kuwadro, at magaan na istrukturang lattice), at kakayahang makamit ang mabilis na prototyping at pasadyang produksyon (tulad ng mga implant na medikal na nakabase sa indibidwal na pasyente). Gayunman, may mga kahinaan ito: ang surface roughness ay relatibong mataas, kaya madalas ay nangangailangan ng post-processing; ang anisotropic na katangian ng materyales ay maaaring makaapekto sa structural integrity; ang build volume ay limitado, at ang bilis ng produksyon ay mabagal para sa mass production.
Ang kahusayan sa materyales ay isang mahalagang linya ng paghihiwalay sa pagitan ng dalawa, lalo na sa pagpoproseso ng mga mataas ang halaga na metal. Ang tradisyonal na pagmamakinis ng titanium alloy ay nag-aabala ng malaking dami ng hilaw na materyales, samantalang ang additive manufacturing ay gumagamit ng higit sa 95% ng input na pulbos. Ang ganitong kahusayan ay sumasang-ayon sa mga layunin sa pangangalaga sa kapaligiran at maaaring bawasan ang mga gastos sa hilaw na materyales sa mahabang panahon.
Sa aspeto ng kompromiso sa pagitan ng kahutukan sa disenyo at katiyakan, ang additive manufacturing ay nakikilala sa mga aplikasyon na nangangailangan ng mga kumplikadong istruktura: sa larangan ng aerospace, maaari nitong likhain ang mga bracket na may topology-optimized design upang mabawasan ang timbang nang hindi kinakailangang mawala ang lakas; sa larangan ng medisina, pinapagana nito ang produksyon ng mga porous na bone implant na nagpapahintulot sa mas mainam na pagsasama ng tissue. Samantala, ang subtractive manufacturing ay dominante sa mga sitwasyon na may mahigpit na mga kinakailangan sa katiyakan: tulad ng mga bahagi ng makina na nangangailangan ng toleransya sa antas ng micron, at mga ibabaw na optikal o pang-sealing na nangangailangan ng mirror finish.
Ang mga solusyon sa hybrid na pagmamanupaktura ay lumilitaw bilang isang uso upang maisama ang mga kalakasan ng parehong proseso. Ang mga tagapagmanupaktura na may pananaw sa hinaharap ay lalong kumukuha ng dalawang prosesong ito: gumagamit ng additive manufacturing upang mag-produce ng mga bahagi na malapit sa huling hugis (near-net-shape) na may mga kumplikadong katangian, at pagkatapos ay gumagamit ng subtractive machining upang i-refine ang mga kritikal na ibabaw at mga interface. Ang synergistic na modelo na ito ay nagpapabalance sa pagkamalikhain at katiyakan, tulad ng mga blade ng turbina na may mga cooling channel na 3D-printed at mga airfoil na CNC-finished.
Sa aspeto ng mga konsiderasyon sa pangangalaga sa kapaligiran, ang additive manufacturing ay sumusuporta sa isang circular economy, kung saan maaaring muling gamitin ang mga recycled na pulbos (tulad ng mga scrap na titanium alloy) sa mga closed-loop system; samantalang patuloy na umaunlad ang recycling rate ng subtractive manufacturing, nananatili pa rin itong humaharap sa mga hamon sa paghihiwalay ng mga metal chips at sa pagrere-restore ng mga katangian ng materyales.
Tungkol sa hinaharap na landas ng pag-unlad, kasama ang pag-unlad ng mga teknolohiyang panggawaing digital, ang pagpili sa pagitan ng additive at subtractive na proseso ay nakasalalay sa tatlong pangunahing salik: kumplikasyon ng bahagi (ang kompromiso sa pagitan ng kalayaan sa heometriko at simpleng istruktura), mga kinakailangan sa dami ng produksyon (ang pagkakaiba sa pagitan ng mass production at mga customized na batch), at mga mandato para sa pangangalaga sa kapaligiran (kabisaan sa paggamit ng materyales at mga indikador ng carbon footprint). Ang mga hybrid na solusyon ay malamang na magdomina sa mga sektor na may mataas na halaga, samantalang ang mga tiyak na senaryo ng aplikasyon ay maaaring pabor sa isang solong proseso. Ang panahon ng "isa o isa lamang" ay papalapit na sa katapusan, at ang tagumpay sa industriya ngayon ay nakasalalay sa estratehikong integrasyon ng dalawang prosesong ito.
EN