Kas metallist 3D-printimisest saab hallituse valmistamise peamine protsess?

1. Tehnoloogiline läbimurre: liikumine "prototüübi kontrollimiselt" kuni "terminali valmistamiseni"
Metallist 3D-printimise tehnoloogia on jõudnud kaugele alates sellest, kui seda esmakordselt kasutati peamiselt prototüüpide kontrollimiseks. Nüüd saab see terminali tükke otse teha. Laserpulberkihtsulatustehnoloogia (LPBF) võib valmistada keerulisi struktuure, mida on olemasolevate meetoditega raske teha, nagu konformsed jahutusveekanalid ja sisemised tugevdusribid, virnastades metallipulbreid üksteise peale. Need struktuurid on väga kasulikud vormide valmistamiseks. Näiteks võib konformne jahutusveering muuta survevalutsükli palju lühemaks ja toote paremaks muuta; sisemised tugevdusribid võivad muuta vormi tugevamaks ja kestma kauem.

Metallist 3D-printimist on kosmosetööstuses edukalt kasutatud selliste oluliste osade nagu turbiinilabade ja mootorikütuse düüside valmistamiseks. Teatud tüüpi mootori kütusedüüsi vanamoodsal viisil-valmistamine nõuab kümnete osade kokkupanemist. 3D-printimise tehnoloogiaga tehakse see aga ühtseks keerukamaks struktuuriks. See mitte ainult ei muuda seda kergemaks ja vastupidavamaks, vaid lühendab ka tootmistsüklit kuudelt nädalateni. See "disainipõhise tootmise" paradigma muudab viisi, kuidas tipptasemel-seadmete tootmisega tegelevad ettevõtted omavahel konkureerivad.

2. Kulutõhusus-: üleminek "kõrge-kuluga uurimiselt" "suure-rakendusele"
Metallist 3D-printimise kuluefektiivsus muudab selle tavapäraseks tavaks. Vormide valmistamine vanamoelisel-meetodil hõlmab paljusid etappe, nagu lõikamine, elektrilahendusega töötlemine ja traadi lõikamine. See tähendab paljude erinevate masinate ja sammude kasutamist, mis muudab protsessi väga kulukaks. Metallist 3D-printimine ühendab kõik sammud millegi üheks esemeks tegemiseks. See muudab protsessi lihtsamaks ja vähendab vajadust töötajate ja seadmete järele keskmistes lülides.

Näiteks teatud autoosa jaoks vormi valmistamiseks kulus 5 komplekti seadmeid, 3 operaatorit ja 72 tundi töötlemisaega, mis maksis 12 000 jüaani. Nüüd kulub metallist 3D-printimisel vaid üks seade, üks operaator ja 24 tundi printimisaega ning kulu on langenud 4000 jüaanini, mis on 67% langus. Samuti kasutatakse metallist 3D-printimisel enam kui 95% materjalist ning kasutamata metallipulbrit võidakse taaskasutada, mis alandab materjalide hindu veelgi.

Metallist 3D-printimise seadmete esialgne maksumus on kõrge ja printimiskiirus on endiselt aeglasem kui traditsioonilisel survevalul. Kuid kui tehnoloogia muutub aina paremaks ja rohkem inimesi hakkab seda laialdaselt kasutama, vähenevad seadmete hind tõenäoliselt jätkuvalt ja printimise tõhusus tõuseb. Näiteks liimipihustusvormimise meetodit tuleb pärast selle kasutamist rasvatustada ja paagutada, kuid see prindib 50–100 korda kiiremini kui LPBF ja on prognooside kohaselt väga kasulik suuremahulises{5}}tootmises.

3. Rakenduse stsenaarium: liikumine tipptasemel-kohandamiselt massitootmisele
Metallist 3D-printimine liigub aeglaselt tipptasemel-kohandamiselt vormide valmistamisel masstootmisele. Metallist 3D-printimisest on saanud peamine viis keeruliste konstruktsiooniosade ja oluliste detailide valmistamiseks sellistes valdkondades nagu lennundus ja kaitse. Metallist 3D-printimine on järk-järgult jõudnud mitmesse vormitootmise etappi sellistes sektorites nagu autode tootmine ja olmeelektroonika. Seda seetõttu, et see suudab kiiresti kohaneda disainimuudatustega ja teha väikeseid partiisid isikupärastatud tooteid.

Näiteks olmeelektroonika sektoris on toote iteratsiooni kiiruse kasvades valuvormid pidanud olema paindlikumad ja tundlikumad. Metallist 3D-printimise tehnoloogia võib disainimudeleid kiiresti muuta pärisvormideks ja kinnitusprotsess võtab vähem aega, mis muudab vormi valmistamise tsükli palju lühemaks. Metallist 3D-printimine võib vähendada tootmistsükli kulusid ja muuta tootmist tõhusamaks eri tüüpi survevalutoodete väikeste partiide valmistamiseks.

Metallist 3D-printimine on näidanud palju lubadust ka valuvormide parandamisel ja ümbertöötlemisel. Kasutades selliseid meetodeid nagu suunatud energiasadestamine (DED), saab kulunud vormisektsioone kiiresti parandada ja uuesti valmistada, mis pikendab vormide eluiga ja vähendab tootmiskulusid.

4. Tööstusahela koostöö: üleminek "Ühe punkti läbimurdest" "ökoloogilisele ehitusele"
Metallist 3D-printimine peab olema peamine valuvormide valmistamise viis ja luua tuleb täielik tööstusahela ökosüsteem. See tähendab, et eelnevad materjalitarnijad, keskmiste seadmete tootjad ja allavoolu rakendusteenuste pakkujad peavad tegema tihedat koostööd. See tähendab ka seda, et tuleb üles ehitada standardimissüsteemid ja arendada talente.

Materjalide osas on suure jõudlusega{0}}metallipulbrid uurimise ja kasutamise jaoks väga olulised. Kasutades uusi pihustuspulbri tootmistehnoloogiaid, on kodumaised ettevõtted edukalt valmistanud lennundusliku-klassi titaanisulamist pulbreid, mille hapnikusisaldus on alla teatud taseme. Nende pulbrite mehaanilised omadused vastavad sepistatud osade spetsifikatsioonidele. Keskkonnasõbralike materjalide{5}}kasutamise kasv aitab muuta ka rohelist tootmist. Näiteks polüpiimhape (PLA) ja muud biolagunevad biopõhised materjalid muutuvad tarbijate seas kiiresti populaarseks.

Tööstusliku -metallist 3D-printimise seadmete turul valitseb seadmete osas "kahe rajaga võistlus". Kodumaised ettevõtted on teinud erinevaid asendusi militaar- ja uues energiatööstuses, valmistades suuri seadmeid ja alandades kulusid. Ettevõte on ehitanud väga suure metallist 3D-printeri, mis on edukalt printinud teatud tüüpi raketikütuse paagi terve karkassi. See näitab, et Hiina on suurte konstruktsioonikomponentide valmistamisel maailmas parim.

Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon (ISO) on kehtestanud lisandite tootmistehnoloogiate standardid, mis hõlmavad olulisi valdkondi, sealhulgas materjalide testimist, kalibreerimisseadmeid ja kõrge kvaliteedi tagamist. Kodumaised tööstuskontsernid on vastutanud ka hambaravi 3D-printimise grupistandardite väljatöötamise eest, mis on aidanud hoida turgu korras ja aidanud äril tervislikult kasvada.