Kas metallist 3D-printimine võib vähendada hallituse katsetootmise kulusid?

1. Materjalikulu: alates "materjalijäätmete vähendamisest" kuni "materjalide parema kasutamiseni".
Traditsioonilises vormikatsetootmises kasutatakse lahutavat töötlemist, mis tähendab, et materjalist kasutatakse vähem kui 50%. See kehtib eriti keeruka struktuuriga vormide kohta, nagu konformsed jahutusveekanalivormid, mille sisemised voolukanalid peavad olema puurimise, freesimise ja muude protsesside käigus ära lõigatud. See tähendab, et palju materjali läheb raisku. Näiteks teatud elektrilise hambaharja käepideme vormisisu valmistamiseks on vaja 2,1 kg roostevaba terast, kuid kasulikku vormi saab lõpuks vaid 1 kg, mis tähendab, et 52% materjalist läheb raisku.

Metallist 3D-printimisel kasutatakse lisatootmist, mis tähendab, et materjale lisatakse vastavalt vajadusele ja jäätmeid tekib väga vähe. Näiteks Yishu ESU-EM201 kõrge soojusjuhtivusega roostevaba terase pulbri materjalikasutusmäär võib olla üle 95%. Pärast identse vormitüki 3D-printimist on töö lõpetamiseks vaja vaid 1,05 kg materjali, mis vähendab materjalide maksumust poole võrra. Samuti saab järelejäänud pulbrit uuesti kasutada, mis vähendab aja jooksul materjalide maksumust veelgi.

2. Töötlemiskulud ulatuvad "mitme-protsessiga koostööst" kuni "ühe seadme integreerimiseni".
Traditsiooniline vormikatsetootmine nõuab palju samme, sealhulgas lõikamist, elektroforeesimist, traadi lõikamist ja poleerimist. See vajab ka palju tööriistu, nagu CNC-freespingid, töötluskeskused ja EDM-masinad. See tähendab, et seadmete ja tööjõu maksumus on märkimisväärne. Näiteks teatud autoosale vormi valmistamine traditsiooniliste meetoditega võtab 5 komplekti seadmeid, 3 töötajat ja 72 tundi tööd ning maksab 12000 jüaani.

Metallist 3D-printimisega saab kõiki tootmisetappe teha vaid ühe seadmega, seega pole vaja mitut protsessi koos töötada. Näiteks kahe laseriga metallist 3D-printer EP-M250 Pro suudab pulbri ühe kihina laiali ajada vähem kui 8 sekundiga. Selle suurim printimiskiirus võib olla 2,5 korda suurem kui ühe laseriga 50 μm kihi paksusega protsessil ja osade suhteline tihedus on üle 99,99%. Pärast identse vormi 3D-printimist autoosa jaoks on vaja ainult ühte masinat, ühte operaatorit ja 24 tundi printimisaega. See vähendab töötlemiskulusid 67% võrra 4000 jüaanini.

3. Tsükli maksumus: iteratsioonikuudest kuni valideerimispäevadeni
Traditsiooniline vormiproovi valmistamise tsükkel on pikk, eriti keeruka struktuuriga vormide puhul, mida tuleb ikka ja jälle katsetada ja parandada. Selleks võib kuluda mitu kuud. Näiteks antud lennukimootori labavormi jaoks kulub projekteerimisest proovitootmiseni 6 kuud. Selle aja jooksul on vaja 5 remonti, iga remonditsükkel maksab 2 nädalat, mis teeb tsükli kulud üsna kõrgeks.

Metallist 3D-printimine muudab disaini muudatuste tegemise ja uute vormide loomise lihtsaks vaid mõne tunniga, mis säästab palju raha võrreldes "ümberpööramise ja otsast alustamisega". Kasutades näitena teatud elektroonilist tootekesta vormi, lõpetas disainimeeskond 3D-printimisega viis iteratsiooni kolme päeva jooksul. Iga iteratsioon maksis ainult 200 jüaani, samal ajal kui vana viis võttis aega kaks nädalat ja maksis 5000 jüaani iteratsiooni kohta. Samuti võimaldab 3D-printimine "nõudmisel tootmist", mis tähendab, et 1–1000 tüki suuruste väikeste partiitellimuste puhul ei ole vaja vorme, mis kiirendab proovitootmisprotsessi veelgi.

4. Kvaliteedikulud: alates "kohalikust ebaühtlasest jahutusest" kuni "ülemaailmse temperatuuri optimeerimiseni"
Tüüpilise vormijahutussüsteemi konstruktsioon on piiratud, mistõttu on keerulise struktuuriga vorme raske ühtlaselt jahutada. See võib põhjustada probleeme, näiteks toote moonutamist ja kõverdumist, mille rikete määr on kuni 15%. Antud survevaluvormi puhul põhjustab jahutusveekontuuri traditsiooniline konstruktsioon tootes 10-kraadise temperatuurierinevuse, 12% veamäära ja kvaliteedikulu, mis moodustab 8% tootmise kogumaksumusest.

Metallist 3D-printimine võib luua konformse jahutusveeringi, mis jaotab soojuse ühtlasemalt. Yisu ESU-EM201 trükitud vormidetailide spiraalne veeteede disain vähendab toote kõrgeima välistemperatuuri saavutamiseks kuluvat aega 19,5 sekundilt 13,02 sekundile. Samuti vähendab see üldist temperatuurierinevust 10 kraadilt 3 kraadile, lühendab jahutustsüklit 33% võrra, alandab defektide määra 2% -ni ja kvaliteedikulu 1,5% -ni. Pikemas perspektiivis võib konformsete jahutusveekanalite disain pikendada vormide vastupidavust, vähendada termilist väsimust ja veelgi madalamaid kvaliteedikulusid.

5. Disaini optimeerimine: liikumine "struktuuriliselt kompromissilt" "funktsionaalsele integratsioonile"
Traditsioonilist vormikujundust piirab tehnika ja keeruliste konstruktsioonide valmistamine on raske, nii et disainerid peavad tegema kompromisse, et hinnad madalamal hoida. Näiteks jahutusveekontuuri projekteerimise hõlbustamiseks tuleb standardmeetoditel loobuda vormi tugevusest, mis lühendab vormi eluiga 30%.

Metallist 3D-printimine annab teile disainimisel palju mitmekülgsust. See võib kvaliteeti kaotamata luua keerulisi kujundeid, nagu painduvad jahutuskanalid ja sisemised tugevdusribid. Kasutades näiteks Audi kuumvormimisvormi, on 3D-printimine parandanud vormi sisekujunduse topoloogiat jahutuskanalite jaoks, mis on suurendanud jahutustõhusust 25% ja pikendanud vormi eluiga 40%. 3D-printimine muudab ka kergete asjade loomise lihtsamaks, mis vähendab lisamaterjalidest vabanemise tõttu vormi kaalu. See alandab ka materjalide ja transpordi hinda.