Hiina titaanist 3D-printimise teenus: teie juhend kohandatud ja kulukaks{1}}tõhusaks tootmiseks - Teadmised

Olete oma joonise saatnud viiele erinevale tarnijale. Kolm pakkusid metsikult erinevaid hindu, üks ei vastanud kunagi ja viimane palus teil näidise nägemiseks oodata kuus nädalat. Kui olete kunagi proovinud hankida titaanist 3D-printimise teenust uue toote jaoks, kõlab see ilmselt tuttavalt. Titaan on üks raskemini töödeldavaid metalle, üks kõige kallim raiskamine ja üks kõige vähem andestavaid materjale, kui tarnija ei tea, mida nad teevad.

Üha enam insenere, tootedisainereid ja hankemeeskondi -, eriti meditsiiniseadmete maailmas, - loobuvad traditsioonilisest CNC-töötlemisest ja kasutavad selle asemel metallilisandite tootmist, hankides seda üha enam Hiinast.

Selles juhendis selgitame, mikstitaanist 3D printimineon tõusmas, kuidas protsess tegelikult toimib, kuidas tõeline projekt algusest lõpuni välja näeb ja kuidas valida tootja, kellele võite oma järgmise osade partii tegelikult usaldada.

Miks valib rohkem ostjaid titaanist 3D-printimise traditsioonilise töötlemise asemel?

Titaanisulam on tugev, bioühilduv ja kerge -, mistõttu kasutatakse seda kõiges alates lennukiklambritest kuni selgroo implantaatideni. Probleem on selles, et seda on ka kurikuulsalt raske lõigata. Üksainus keerukas täisplokist töödeldud titaandetail võib 80-90% toorainest praagiks raisata ja iga raisatud gramm maksab.

2030. aastaks 2,0 miljardit dollarit

Prognoositav ülemaailmne titaanist 3D-trükimaterjalide turg, mis kasvab peaaegu 28% aastas (Lucintel)

Tervishoidu ja lennundust nimetatakse selle kasvu kaheks suurimaks tõukejõuks, kusjuures ortopeedilisi 3D-prinditud seadmeid peetakse üheks kõige kiiremini{1}}kasvavaks segmendiks kogu meditsiiniseadmete tööstuses. Mõned põhjused tulevad meie klientidega pidevalt esile:

✓ Disainivabadus- luude sissekasvu soodustavaid võre struktuure, sisekanaleid ja poorseid pindu ei saa lihtsalt töödelda

✓ Vähem materjalijäätmeid- kasutate ainult seda pulbrit, mida see osa tegelikult vajab

✓ Kiirem iteratsioon- uue prototüübi saab printida päevade, mitte nädalate jooksul

✓ Kergemad osad- õõnes- või võrekonstruktsioonid vähendavad kaalu ilma tugevust ohverdamata

See on hea titaanist 3D-printimise teenuse põhilubadus: vähem jäätmeid, rohkem disainivabadust ja kiirem tee CAD-failist valmis osani.

Mis teeb Hiinast titaanisulamist 3D-printimise tootmise ülemaailmse keskuse

Hiina on viimase kümnendi välja ehitanud ühe maailma kõige täiuslikuma metallilisandite tootmise tarneahela - alates titaanipulbri pihustamisest kuni tööstuslike -klassi SLM-printerite ja CNC-järeltöötluse{2}}pinnatöötluseni, mis kõik on sageli saadaval samas tööstusklastris. See vertikaalne integratsioon on suur põhjus, miks Hiinas asuv titaanisulamist 3D-printimise tootja suudab tavaliselt pakkumisi teha kiiremini ja madalamalt kui tarnija, kes peab pulbri, printimise ja viimistluse tellima kolmelt erinevalt ettevõttelt kolmes erinevas riigis.

Mõned asjad, mida ostjad Hiina titaanist 3D-printimise tehasega töötades järjekindlalt mainivad:

1 Lühemad teostusajad, kuna trükkimine, töötlemine ja kontroll toimuvad sageli ühe katuse all

2 Madalamad osakulud-madala-kuni-keskmise mahu juures, ilma traditsioonilise tootmise jaoks vajalike tööriistainvesteeringuteta

3 Rahvusvaheliste standardite (ISO 13485 meditsiiniseadmete jaoks, AS9100 kosmoseseadmete jaoks) tundmine väljakujunenud mängijate seas

4 Valmisolek käivitada väikesed proovipartiid enne täieliku tootmistellimuse täitmist

Muidugi ei tähenda "asub Hiinas" automaatselt "usaldusväärne" - me jõuame selleni, kuidas tehast veidi madalamal kontrollitakse.

Kuidas titaanist 3D-printimine tegelikult töötab (lihtsas inglise keeles)

Enamik titaani osi valmistatakse protsessi, mida nimetatakse selektiivseks lasersulatamiseks (SLM), mida mõnikord nimetatakse ka DMLS-ks (otsene metalli laserpaagutamine). Mõelge sellele nii, nagu ehitaksite osa ühe uskumatult õhukese kihi kaupa - laser jälgib selle kihi kuju peeneks titaanipulbriks, sulatades selle tahkeks metalliks, seejärel laotatakse peale värske pulbrikiht ja protsess kordub. Kiht kihi haaval kasvab pulberpeenrast välja kindel tihe metallosa.

Pärast printimist läbivad osad tavaliselt:

✓ Stressi leevendav kuumtöötlus-, et eemaldada kiirest kuumenemisest ja jahutamisest tingitud sisemine pinge

✓ Ehitusplaadilt ja tugikonstruktsioonidelt eemaldamine

✓ CNC-mehaaniline töötlemine kriitilistel pindadel, mis vajavad rangemaid tolerantse, kui 3D-printimine üksi suudab saavutada

✓ Pinnaviimistlus, näiteks liivapritsiga töötlemine, poleerimine või anodeerimine, olenevalt rakendusest

Kui olete seda teemat lugenud, olete tõenäoliselt kokku puutunud terminiga Ti6Al4V 3D printimine. Ti6Al4V (titaani klass 5) moodustab valdava enamuse tänapäeval trükitavatest titaandetailidest ning mõjuval põhjusel - pakub see suurepärast tugevuse-ja-massi suhet, tugevat korrosioonikindlust ja meditsiiniliste rakenduste jaoks kriitiliselt head bioühilduvust. See on sama sulam, mida kasutatakse suures osas ortopeedilistes ja hambaimplantaatides kogu maailmas.

Tegelik juhtumiuuring: meditsiiniseadmete projekt Shenzhen JR Precision Technology Co., Ltd.

Juhtumiuuring

Shenzhen JR Precision Technology Co., Ltd., Hiina-põhine titaani ja muude täiustatud sulamitega töötav tootja, pöördus meditsiiniseadmete tootja poole, kes vajas poorse võrestruktuuriga kohandatud implantaadi komponenti, mis on loodud luude sissekasvu soodustamiseks pärast operatsiooni. Klient oli juba proovinud hankida detaili traditsioonilise CNC-töötlemise tarnija kaudu ja põrkus kahe probleemiga: võre geomeetriat oli lihtsalt võimatu tavapäraselt töödelda ja ühiku maksumus väikese mahu juures muutis projekti rahaliselt teostamatuks.

Meeskonna lähenemine:

Vaatas üle kliendi kujundusfailid ja märkis mõned geomeetria muudatused, et parandada prinditavust ilma võre funktsiooni kahjustamata
Valmistati väike esimene partii, kasutades SLM-printimist Ti6Al4V pulbriga, et kinnitada sobivus, poorsus ja mehaaniline jõudlus enne suuremale katsele pühendumist
Rakendatud järeltöötlemine-, sh kuumtöötlus ja täppistöötlemine liitumispindadel, mis nõudsid rangemaid tolerantse
Teostage mõõtmete kontroll ja materjali testimine, et kinnitada, et osad vastavad kliendi spetsifikatsioonile enne saatmist

Tulemuseks oli osa, mida oleks olnud tavapärase mehaanilise töötlemisega praktiliselt võimatu toota, mis tarniti töötava prototüübi partiina murdosa ajast, kui traditsiooniline tööriistade{0}}põhine lähenemine oleks nõudnud - koos paindlikkusega kohandada kujundust iteratsioonide vahel ilma kallist vormi või kinnitust puudutamata.

Kus titaanist 3D-printimine pakub kõige rohkem väärtust

Titaanist 3D-printimine ei ole iga töö jaoks õige tööriist, kuid see kipub mõnes konkreetses olukorras särama:

Meditsiinilised ja hambaravi implantaadid

Lülisambapuurid, puusa- ja põlveimplantaadid, kraniaalsed plaadid ja kohandatud hambaravi raamid, mis saavad kasu poorsetest luude{0}}sõbralikest struktuuridest.

Lennunduse komponendid

Klambrid, kanalid ja konstruktsiooniosad, kus iga säästetud raskusgramm on oluline.

Mootorisport ja autotööstus

Heitgaasi komponendid, vedrustuse osad ja muud jõudlusosad, kus tugevuse{0}}ja-massi suhe on prioriteet.

Tööriistad ja rakised

Kerged, kohandatud{0}}kinnitusseadmed tootmisliinidele.

Kohandatud ja väikesemahuline{0}}tootmine

Olukorrad, kus vormi või tööriista ehitamine pole lihtsalt rahaliselt mõttekas.

Kuidas valida usaldusväärset titaanist 3D-printimise tootjat või tehast

See on osa, millest enamik ostjaid mööda läheb ja tavaliselt lähevad asjad valesti. Enne tarnijaga sidumist tasub märkida mõned ruudud:

✓ Sertifikaadid- meditsiinitöö jaoks, ISO 13485 on oluline; kosmoselennunduse jaoks otsige AS9100

✓ Majasisene-postitus-töötlemine- tootja, kes tegeleb kuumtöötlemise ja CNC viimistlemisega majas-väldib kulukaid viivitusi allhangetest

✓ Näidis{0}}esimene eeskiri- usaldusväärne tehas prindib hea meelega väikese proovipartii, enne kui pühendute täielikule tootmisele

✓ Materjali jälgitavus- teil peaks olema võimalik hankida osade jaoks kasutatud pulbripartii materjalisertifikaat

✓ Läbipaistev hinnakujundus erinevatel mahtudel- hinnapakkumise struktuur peaks olema selge selle kohta, mis muutub igal mahutasemel

✓ Suhtlemine- aeglased või ebamäärased vastused tsiteerimise etapis on tavaliselt eelvaade sellest, milline saab olema tootmine

Kui palju titaanist 3D-printimine maksab?

See on üks levinumaid küsimusi ja aus vastus on: see sõltub. Kuid siin on see, mis tegelikult numbrit liigutab:

✓ Osade maht ja kõrgus- kõrgemad ja suuremad osad kasutavad rohkem pulbrit ja nende printimine võtab kauem aega

✓ Nõuded tugistruktuurile- keerulised üleulatused vajavad rohkem tugimaterjali, mis lisab{1}}järeltöötlusaega

✓ Järel{0}}töötluse vajadused- kuumtöötlus, CNC-viimistlemine ja pinnatöötlus lisavad lisaks töötlemata trükile kulu juurde

✓ Tellimuse kogus- per-osa hind langeb tavaliselt märgatavalt, kui liigute ühelt prototüübilt väikesele partiile

✓ Kontrolli- ja sertifitseerimisnõuded- meditsiini- ja kosmoseosad, mis nõuavad täielikku materjali ja mõõtmete aruandeid, maksavad rohkem kui tavaline funktsionaalne prototüüp

Ligikaudse lähtepunktina võib öelda, et väikeste titaani prototüüpide hind on sageli alates paarisajast dollarist osa kohta, mis väheneb märkimisväärselt, kui kogused suurenevad -, kuid ainus viis tegeliku arvu saamiseks on saata oma disain hinnapakkumise saamiseks.

Korduma kippuvad küsimused

Kas titaan sobib 3D-printimiseks?

Jah, - titaan, eriti sulam Ti6Al4V, on lisandite valmistamisel üks enim kasutatavaid metalle, kuna selles on ühendatud kõrge tugevuse-ja-massi suhe suurepärase korrosioonikindluse ja biosobivusega, mistõttu sobib see loomulikul viisil nii meditsiini- kui ka kosmoserakenduste jaoks.

Kui tugevad on 3D-prinditud titaandetailid võrreldes töödeldud osadega?

Kui SLM-prinditud titaandetailid on õigesti prinditud ja töödeldud (sealhulgas pinge{1}}kuumtöötlemine, võivad need saavutada mehaanilised omadused, mis on võrreldavad sepistatud titaaniga, kuigi täpne jõudlus sõltub prindiparameetritest, orientatsioonist ja järeltöötluse kvaliteedist.

Mis on minimaalne tellimiskogus titaanist 3D-printimise hulgimüügiks?

See on tarnijati erinev, kuid paljud tehased alustavad ühe prototüübi või väikese proovipartiiga enne suurematele hulgimüügimahtudele skaleerimist, nii et saate enne tootmiskogustele pühendumist disaini kinnitada.

Kui kaua kulub Hiinast titaanist 3D-prinditud prototüübi hankimiseks?

Olenevalt osade keerukusest ja{0}}järeltöötluse nõuetest võib prototüüp sageli valmis saada ühe kuni kolme nädala jooksul, mis on tavaliselt palju kiirem kui traditsioonilise tootmise jaoks vajalike tööriistade ootamine.

Kas Hiina titaanist 3D-printimise tehased vastavad meditsiini- või kosmosesertifikaadi nõuetele?

Paljud väljakujunenud tehased töötavad ISO 13485 (meditsiiniline) või AS9100 (lennundus) standardite kohaselt ning võivad esitada materjalide sertifikaate ja ülevaatusaruandeid -, kuid see on tarnijati erinev, seega tasub sertifikaadid kinnitada vahetult enne tellimuse esitamist.

Kas olete valmis hinnapakkumist saama?

Kui kaalute oma järgmise titaaniprojekti - valikuid, olgu see siis üksik meditsiiniseadme prototüüp või sadadest osadest koosnev tootmistsükkel -, on kõige lihtsam järgmine samm: saatke oma joonis. Hea tootja ütleb teile ausalt, kas 3D-printimine sobib teie jaoks õigeks, märgib kõik disainilahendused, mis hõlbustavad tootmist, ja esitab teile tõelise hinnapakkumise - ei mingit survet ega kohustust edasi liikuda, kui see ei sobi.

Võtke kohe ühendust

Hiina titaanist 3D-printimise teenus: teie juhend kohandatud ja kulutõhusa{1}}tootmise juurde