Чи підходить металева форма для 3D-друку для масового виробництва?

Таким чином, дрібносерійне виробництво є «зоною комфорту» металевого 3D-друку.
1. Витрати на реструктуризацію: перехід від «високих постійних витрат» до «оптимізації змінних витрат»
Виготовлення прес-форм-старимодним способом коштує багато грошей. Наприклад, вартість виготовлення прес-форми для автомобільного бампера може досягати 150 000 юанів. Навіть якщо вартість розділити на штуку, вона все одно становить 8000 юанів. Металевий 3D-друк використовує виробництво без цвілі, що означає, що використовується більше 90% матеріалу. Вартість однієї штуки знижується до 4000 юанів, а час виготовлення становить від 45 до 7 днів. 3D-друк на металі чудово підходить для виготовлення невеликих партій від 10 до 500 штук, особливо для унікальних товарів, перевірки прототипів і етапів пробного виробництва.
2. Свобода проектування: найкращий спосіб будувати складні конструкції
Метод субтрактивної технології обмежує традиційне виготовлення прес-форм, а для складних конструкцій, як правило, потрібно багато процесів, щоб вони працювали разом, що навіть може призвести до простіших конструкцій, оскільки вони не піддаються обробці. 3D-друк на металі дозволяє вирішити цю проблему. Його метод -за-пошаровим укладанням може створювати складні елементи, які інші методи не можуть, як-от конформні канали охолоджувальної води, ґратчасті структури та канали внутрішнього потоку. Наприклад, одна компанія, яка виробляє побутову техніку, використовує форми для 3D-друку для виготовлення корпусів кондиціонерів. Вони також використовують спіральний канал охолоджуючої води, щоб скоротити час охолодження з 20 секунд до 8 секунд. Це робить виробництво на 150% ефективнішим і скорочує рівень браку на 30%.
3. Швидка ітерація: від «місячного циклу» до «щотижневої відповіді»
На стадії розробки продукту часто відбуваються зміни в дизайні, і типові зміни форми потрібно знову відкривати, що коштує багато і займає багато часу. 3D-друк на металі дає змогу виконувати «оптимізацію тестового друку дизайну» в замкнутому циклі. Певний виробник автомобільних роз’ємів знайшов найкращий дизайн після трьох циклів друку, що заощадило їм два тижні порівняно з іншими способами. Ця гнучкість дозволяє підприємствам швидко адаптуватися до змін на ринку та скоротити витрати на випробування.
2, Масове виробництво: нові технології та більше сценаріїв
1. Революція ефективності: від «окремого друку» до «масового виробництва»
3D-друк на металі дозволяє вирішити проблеми ефективності за допомогою декількох лазерів, ефективних систем циркуляції порошку та автоматизованих виробничих ліній. Наприклад, Huashu High Tech FS350M має 12 1-кіловатні лазери, що робить друк у 20 разів швидшим, ніж за допомогою одного лазера. Три{6}}рівнева система циркуляції порошку може відновити понад 95% розсипаного порошку, що знижує витрати на матеріали на 30%. Крім того, обладнання для друку Tongkuai TruPrint 1000 на зеленому металі використовує лазер з довжиною хвилі 515 нм, який прискорює обробку чистої міді з високою провідністю на 40% і знижує пористість до менше ніж 0,5%. Це дає можливість виготовляти багато деталей із мідних сплавів.
2. Стрибок якості: від «перевірки прототипу» до «кінцевого продукту»
З удосконаленням матеріалознавства та управління процесами металеві форми для 3D-друку стали більше схожими на традиційні форми з точки зору того, як довго вони служать і наскільки добре вони працюють. Наприклад, розрізний конус форми-для лиття під тиском, виготовленої з порошку сплаву на основі нікелю-, має твердість 48–50HRC і ударну в’язкість 22J після термічної обробки. Він створює металургійний зв'язок із субстратом і служить вдвічі довше, ніж оригінальна форма. У медицині надруковані на 3D-принтері штучні суглоби з титанового сплаву мають пористу поверхневу структуру, яка сприяє проліферації кісткових клітин (з пористістю 60 %). Вони також мають рівень виживання 98% після операції, що набагато вище, ніж у типових стандартизованих суглобів (90%).
3. Інновація на сцені: від «заміни традиції» до «спільної роботи так, щоб це було для обох»
Металевий 3D-друк не призначений замінити традиційне виготовлення форм; замість цього він призначений для роботи з ним. В авіаційній промисловості 3D-друк використовується для виготовлення складних основних деталей, таких як паливні форсунки двигунів і лопаті турбін. Кування все ще використовується для виготовлення простих-несучих деталей, як-от рам фюзеляжу. 3D-друк використовується в автомобільній промисловості для виготовлення пробних форм і деталей на замовлення. Для великомасштабного-виробництва все ще застосовуються штампування та лиття. Промисловість починає погоджуватися з ідеєю «використання 3D-друку для складних малих партій і традиційного виробництва для простих великих партій».
3, Майбутні тенденції: від «технологічних проривів» до «екологічної реструктуризації»
1. Над-високо{2}}швидкісний друк: від «годинного рівня» до «хвилинного рівня»
Удосконалення ультра-імпульсної лазерної технології та технології формування металу методом розпилення наночастинок (NPJ) зробили друк у десять разів швидшим, ніж це було раніше. Наприклад, технологія NPJ може фіксувати канали на мікрометровому рівні, розпилюючи рідину з наночастинками міді та спікаючи її при низькій температурі. Відновлена ​​форма може підвищити вихід упаковки чіпів з 92% до 99,5% і скоротити час простою машини, спричинений витоками охолоджуючої рідини.
2. Композит із кількох-матеріалів: від «єдиної продуктивності» до «функціональної інтеграції»
Металевий 3D-друк може градієнтно змінювати продуктивність ремонтного шару, друкуючи різні матеріали одночасно за допомогою багатьох сопел. Наприклад, друк високо-сталі D2 у зоні леза форми та високо{4}}сталі H13 у зоні підкладки створює композитну конструкцію із «зовнішньою твердістю та внутрішньою міцністю». Завдяки цьому форма служить більш ніж утричі довше. Крім того, технологія модифікації поверхні метаматеріалів створює мікро-наноструктуровані покриття, які зменшують силу розчеплення форми на 40% і підвищують зносостійкість утричі, ніж типові методи хромування.
3. Інтелектуальне виробництво: перехід від «ручного керування» до «цифрового близнюка»
Система оптимізації процесу-на основі штучного інтелекту може автоматично змінювати такі параметри, як потужність лазера та швидкість сканування, щоб регулювати якість ремонту в замкнутому циклі. Певна компанія створила платформу оптимізації процесів штучного інтелекту, яка зменшила пористість ремонту мідного сплаву з 1% до 0,1% шляхом перегляду 100 000 наборів даних друку. Це також скоротило час, необхідний для створення процесу з 3 місяців до 1 тижня. Технологія цифрового близнюка у майбутньому забезпечить віртуальне налагодження, віддалений моніторинг і прогнозне технічне обслуговування, сприяючи еволюції металевого 3D-друку до інтелектуального та адаптованого виробництва.