Kas metallist 3D-printimisvorm sobib masstootmiseks?

一, Väikepartii tootmine on metallist 3D-printimise "mugavustsoon".
1. Ümberstruktureerimiskulud: üleminek "kõrgetelt püsikuludelt" "muutuvkulude optimeerimisele"
Vormide valmistamine vanamoodsalt{0}} maksab palju raha. Näiteks auto kaitseraua vormi valmistamise maksumus võib ulatuda 150 000 jüaanini. Isegi kui kulu jagatakse tüki kohta, on see ikkagi 8000 jüaani. Metallist 3D-printimisel kasutatakse "hallitusvaba" tootmist, mis tähendab, et üle 90% materjalist kasutatakse ära. Ühe tüki maksumus langeb 4000 jüaanini ja tootmisaeg 45 päevast 7 päevani. Metallist 3D-printimine sobib suurepäraselt 10–500 tükist väikeste partiide valmistamiseks, eriti unikaalsete kaupade, prototüübi valideerimise ja proovitootmise etappide jaoks.
2. Disainivabadus: parim viis keeruliste struktuuride ehitamiseks
Lahutava tehnoloogia töötlemisviis piirab traditsioonilist vormide valmistamist ja keerulised struktuurid vajavad tavaliselt koos töötamiseks palju protsesse, mis võib isegi viia lihtsamate kujundusteni, kuna neid ei saa töödelda. Metallist 3D-printimine lahendab selle probleemi. Selle kiht--kihi virnastamise meetodil võib luua keerukaid funktsioone, mida teised meetodid ei suuda, näiteks konformsed jahutusveekanalid, võrestruktuurid ja sisevoolukanalid. Näiteks üks kodumasinaid tootev ettevõte kasutab konditsioneeride korpuste valmistamiseks 3D-printimisvorme. Nad kasutavad ka spiraalset jahutusveekanalit, et lühendada jahutusaega 20 sekundilt 8 sekundile. See muudab tootmise 150% tõhusamaks ja vähendab vanaraua määra 30%.
3. Kiire iteratsioon: "kuutsüklist" kuni "nädala vastuseni"
Tootearenduse etapis tehakse palju disainimuudatusi ja tüüpilised vormimuutused tuleb uuesti avada, mis maksab palju ja võtab kaua aega. Metallist 3D-printimine võimaldab teha suletud ahelas "disainprintimise testi optimeerimist". Teatud autode pistikute tootja sai pärast kolme trükkimist parima kujunduse välja, mis säästis neil võrreldes muude viisidega kaks nädalat. See paindlikkus võimaldab ettevõtetel turul toimuvate muutustega kiiresti kohaneda ja vähendada asjade proovimise kulusid.
2, masstootmine: uued tehnoloogiad ja rohkem stsenaariume
1. Tõhususe revolutsioon: ühest tükist trükkimisest masstootmiseni
Metallist 3D-printimine aitab vältida efektiivsusprobleeme, kasutades mitmeid lasereid, tõhusaid pulbri tsirkulatsioonisüsteeme ja automatiseeritud tootmisliine. Näiteks mudelil Huashu High Tech FS350M on 12 1-kilovatised laserid, mis teeb printimise 20 korda kiiremaks kui ühe laseriga. Kolmetasandiline pulbri tsirkulatsioonisüsteem suudab taastada enam kui 95% mahaloksunud pulbrist, mis vähendab materjalikulusid 30%. Samuti kasutab Tongkuai rohelise metalli trükiseade TruPrint 1000 515 nm lainepikkusega laserit, mis kiirendab kõrge juhtivusega puhta vase töötlemist 40% ja vähendab poorsust alla 0,5%. See võimaldab valmistada palju vasesulamist osi.
2. Kvaliteedi hüpe: prototüübi kontrollimiselt lõpptootele
Kuna materjaliteadus ja protsessijuhtimine on paranenud, on metallist 3D-printimisvormid nende vastupidavuse ja töötamise poolest muutunud traditsiooniliste vormide sarnasemaks. Näiteks nikli-põhise sulamipulbriga valmistatud survevaluvormi-lõigatud koonuse kõvadus on pärast kuumtöötlemist 48–50 HRC ja löögitugevus 22 J. See loob metallurgilise sideme aluspinnaga ja kestab kaks korda kauem kui algne vorm. Meditsiinis on 3D{10}}prinditud titaanisulamist tehisliigenditel poorne pinnastruktuur, mis soodustab luurakkude vohamist (poorsusega 60%). Samuti on nende elulemus pärast operatsiooni 98%, mis on palju kõrgem kui tüüpiliste standardiseeritud liigeste puhul (90%).
3. Stseeni uuendused: "traditsiooni asendamisest" kuni "koostöötamiseni viisil, mis töötab mõlema jaoks"
Metallist 3D-printimine ei ole mõeldud traditsioonilise vormi valmistamise asemele; selle asemel on see mõeldud sellega töötama. Lennukitööstuses kasutatakse 3D-printimist keeruliste põhiosade, näiteks mootori kütusepihustite ja turbiinilabade valmistamiseks. Sepistamist kasutatakse endiselt lihtsate-kandvate osade (nt kereraamide) valmistamiseks. 3D-trükkimist kasutatakse autotööstuses proovitootmisvormide ja kohandatud osade valmistamiseks. Suuremahulise-tootmise puhul kasutatakse endiselt stantsimist ja valamist. Tööstus hakkab kokku leppima ideega "kasutada 3D-printimist keeruliste väikeste partiide jaoks ja traditsioonilist tootmist lihtsate suurte partiide jaoks".
3, tulevikusuundumused: tehnoloogilistest läbimurdest kuni ökoloogilise ümberkorraldamiseni
1. Ultra-kiire-printimine: "tunnitasemest" kuni "minutitasemeni"
Ultra{0}}short impulss lasertehnoloogia ja nanoosakeste pihustusmetalli vormimise (NPJ) tehnoloogia edusammud on muutnud printimise rohkem kui kümme korda varasemast kiiremaks. Näiteks saab NPJ-tehnoloogia abil kanaleid fikseerida mikromeetri tasemel, pihustades vedelikku vase nanoosakestega ja paagutades seda madalal temperatuuril. Taastatud hallitus võib tõsta laastupakendite saagist 92%-lt 99,5%-le ja vähendada jahutusvedeliku leketest tingitud masina seisakuid.
2. Mitme-materjali komposiit: "ühekordsest jõudlusest" kuni "funktsionaalse integratsioonini"
Metallist 3D-printimine võib muuta paranduskihi jõudlust gradientselt, printides korraga erinevaid materjale paljude düüsidega. Näiteks suure-karedusega D2 terase trükkimine vormi labade piirkonda ja kõrge-tugevusega H13 terase trükkimine aluspinnale loob komposiitkonstruktsiooni, millel on "välimine kõvadus ja sisemine sitkus". Nii kestab vorm rohkem kui kolm korda kauem. Samuti loob metamaterjalide pinna modifitseerimise tehnoloogia mikro-nanostruktuuriga katteid, mis vähendavad vormist vabanemise jõudu 40% ja muudavad kulumiskindluse kolm korda paremaks kui tavalised kroomimismeetodid.
3. Intelligentne tootmine: liikumine "käsitsi juhtimiselt" "digitaalsele kaksikule"
AI{0}}põhine protsesside optimeerimise süsteem võib automaatselt muuta sätteid, nagu laseri võimsus ja skannimiskiirus, et reguleerida suletud ahelas remondi kvaliteeti. Konkreetne ettevõte valmistas tehisintellekti protsesside optimeerimise platvormi, mis vähendas 100 000 printimisandmete komplekti vaadates vasesulami remondi poorsust 1 protsendilt 0,1 protsendile. Samuti lühendas see protsessi ehitamiseks kuluvat aega 3 kuult 1 nädalale. Digitaalne kaksiktehnoloogia võimaldab tulevikus virtuaalset silumist, kaugseiret ja ennustavat hooldust, hõlbustades metallist 3D-printimise arengut intelligentse ja kohandatava tootmise suunas.