Mis vahe on metallist 3D-printimisel ja traditsioonilisel CNC-töötlusel vormide valmistamisel?

一, Tehniline põhimõte: paradigma muutus liit- ja lahutavas tootmises
Metallist 3D-printimisel kasutatakse lisandite valmistamisel "kihthaaval virnastamise" meetodit. See sulatab laser- või elektronkiire abil metallipulbrit, näiteks titaanisulamit või valatud terast, ja loob seejärel keerulisi geomeetrilisi kujundeid otse kolmemõõtmelistest digitaalmudelitest. Selle peamine eelis on see, et see saab üle traditsioonilise töötlusega seotud probleemidest, mis raskendavad tööriistadele juurdepääsu ja klambrite kasutamist. Samuti saab see teha topoloogia optimeerimise disaini, sealhulgas sisemuse õõnestamist, võre täitmist ja sobivate jahutusveekanalite valmistamist. Näiteks Zhongrui Technology valmistas autotööstuse jaoks kohandatud survevaluvormide sisetükke. Need lisad suurendasid 3D-printimise abil jahutusveeringluse ja toote pinna vahelist haardumist 95%-ni, vähendasid survevalu tsüklit 42% ja toote kõveruskiirust 67%.
Subtraktiivses tootmises töötab traditsiooniline CNC-töötlus "materjali eemaldamise teel". See kasutab paljudel telgedel ühendatud lõiketööriistu, et lõigata, freesida, puurida ja teha muid töid metallitoorikutega. Selle tehnoloogilist küpsust näitab võime hallata täpsust mikromeetri tasemel (± 0,005 mm) ja pinna siledust (Ra0,8 μm). See muudab selle suurepäraseks tavaliste vormidega{5}}tugevate toodete töötlemiseks. Näiteks Xintenghui CNC keraamiline nikerdus- ja freespink suudab spetsiaalse kaitsesüsteemi ja täppislihvimistehnoloogia abil hoida keraamiliste vormide servade murdumise määra alla 0,3%. See vastab pooljuhtpakendite rangetele nõuetele hallituse kulumiskindluse osas.
2, Rakenduse stsenaarium: piir keeruliste konstruktsioonide ja masstootmise vahel
Läbimurdeline kasutus keeruliste struktuuride valmistamisel
Metallist 3D-printimisel on suur mõju vormide valmistamisele kolmes põhivaldkonnas:
Kuju järgiv jahutussüsteem: Traditsioonilised vormijahutusveekanalid on piiratud puurimisprotseduuridega, mistõttu on toote kontuuriga täiuslikku sobivust raske saavutada. Vedeliku dünaamikat jäljendades parandab 3D-printimise tehnoloogia vormi temperatuurivälja ühtlust rohkem kui 50%. Teatud kodumasinaid tootev ettevõte kasutas seda tehnikat ja survevalu kliimaseadmete kestade saagis oli 89%-lt 98%-le. Ühe vormikomplekti aastane energiasääst oli üle 120 000 jüaani.
Kerge konstruktsioon: topoloogia optimeerimisega eemaldatakse 30% kuni 60% mitte-koormust-kandvatest materjalidest ja 3D-prinditud vormide kaal väheneb võrreldes traditsiooniliste kujundustega 45%, säilitades samas konstruktsiooni tugevuse. 3D--prinditud alumiiniumsulamist karkassist valmistatud uus energiasõiduki akuplokk on üle elanud 150% ülekoormustesti, kaotanud 38% oma kaalust ja suurendanud 8% ulatust.
Keeruliste osade integreeritud vormimine: traditsiooniliste meetoditega, sealhulgas kummist rehvivormi mustriplokid ja jalatsi tallamustriga vormid, tuleb osi töödelda ja eraldi kokku panna. 3D-printimine võib moodustada terve vormi ja vabaneda kokkupanekul esinevatest vigadest. Seda tehnoloogiat kasutati rehvifirmas ja vormide valmistamise aeg läks 45 päevalt 12 päevani, mustri täpsusega 0,02 mm.
3, masstootmise peamine eelis
Asjaolu, et CNC-töötlust ei saa vormi valmistamisel asendada, näitab:
Materjali kohandatavus: see võib töötada üsna kõvade materjalidega, näiteks karastatud terase ja kõvasulamitega (HRC55 või üle selle), mida survevaluvormid peavadki suutma teha. Konkreetses survevalu-rajatises kasutatakse CNC-töödeldud magneesiumisulamist-survevaluvorme, mis kestavad 200 000 korda, mis on kolm korda pikem kui 3D-prinditud vormid.
Pinna kvaliteet: peegel{0}}tasase pinna (Ra0,2 μm) saab saavutada järeltöötlemismeetoditega, sealhulgas täppisfreesimise ja poleerimisega. See vastab optiliste vormide ja toiduainete pakendamise vormide hügieenistandarditele. Kosmeetikatoodete pakendamisettevõte kasutas CNC{5}}töödeldud PET-pudeli eelvormi vorme, mis muutis toote läbipaistvamaks (92%) ja vähendas jäätmeid (0,5%).
Partii säästmine: valuvormide puhul, mis toodavad rohkem kui 5000 tükki aastas, maksab CNC-töötlus tüki kohta 60–70% vähem kui 3D-printimine. Teatud autoosade tarnija kasutab oma kaitseraua vormi jaoks CNC masstootmist. Ühe vormi maksumus on 800 000 jüaani, samas kui 3D-printimise maksumus on 1,2 miljonit jüaani.
4, kulude struktuur: mäng kiiruse ja täpsuse vahel
1. Seadmete ja tarvikute kulud
3D-printimine metalliga: tööstuslikud{1}}tööriistad maksavad tavaliselt 2–8 miljonit jüaani ja titaanisulamist pulber 800–1200 jüaani kilogrammi kohta. Materjali kasutusmäär on seevastu koguni 90%, mis on 40 protsendipunkti kõrgem kui CNC-töötlusel. Üks konkreetne lennundusettevõte on kasutanud mootori labade valmistamiseks 3D-printimist, mis on võrreldes traditsioonilise valamisega alandanud materjalide hindu 35%.
CNC-mehaaniline töötlemine: viis{0}}teljeühendusega töötlemiskeskust maksavad 1,5–5 miljonit jüaani ja ligikaudu 15–20% sellest kulust moodustavad tööriistad. Üks vormitehas vähendas ühe vormikomplekti maksumust 120 000 jüaanilt 70 000 jüaanile, optimeerides lõiketeed ja kasutades pööratavaid lõiketerasid.
2. Ajakulu 3D-printimine: keeruka struktuuriga vormide valmistamiseks kuluv aeg väheneb traditsiooniliste meetoditega võrreldes poole võrra kuni 70%. Meditsiiniettevõte saab kohandatud ortopeedilise implantaadi vormi valmistada vaid 72 tunniga, mis on 80% kiirem kui 15-päevane CNC-töötlustsükkel.
CNC-mehaaniline töötlemine: kiirlõiketehnoloogia (HSC) abil saab vormide töötlemise aega lühendada 30% kuni 40% võrra. 8000 pööret minutis spindliga töötlemiskeskus aitas ühel 3C tootevormi ettevõttel lühendada telefoniraami vormi valmistamise aega 18 tunnilt 11 tunnile.