Da li je metalni kalup za 3D štampu pogodan za masovnu proizvodnju?

一, Proizvodnja u malim serijama je "zona udobnosti" metalne 3D štampe.
1. Troškovi restrukturiranja: promjena sa "visokih fiksnih troškova" na "optimizaciju varijabilnih troškova"
Izrada kalupa na stari-način košta mnogo novca za razvoj. Na primjer, trošak proizvodnje kalupa za branik automobila može dostići čak 150.000 juana. Čak i kada se cijena podijeli po komadu, ona i dalje iznosi 8.000 juana. Metalna 3D štampa koristi proizvodnju bez plijesni, što znači da se koristi više od 90% materijala. Cijena jednog komada se spušta na 4000 juana, a vrijeme proizvodnje se kreće od 45 do 7 dana. Metalna 3D štampa je odlična za izradu malih serija od 10 do 500 komada, posebno za unikatne proizvode, validaciju prototipa i faze probne proizvodnje.
2. Sloboda dizajna: Najbolji način za izgradnju komplikovanih struktura
Put obrade subtraktivne tehnologije ograničava tradicionalnu izradu kalupa, a složene strukture obično zahtijevaju mnogo procesa da rade zajedno, što čak može dovesti do jednostavnijih dizajna jer se ne mogu obraditi. Metalna 3D štampa zaobilazi ovaj problem. Njegova metoda slaganja slojeva -po- može napraviti komplikovane karakteristike koje druge metode ne mogu, kao što su konformni kanali vode za hlađenje, rešetkaste strukture i unutrašnji kanali protoka. Na primjer, jedna kompanija koja proizvodi kućne aparate koristi kalupe za 3D štampu za izradu kućišta klima uređaja. Takođe koriste spiralni kanal vode za hlađenje da skrate vreme hlađenja sa 20 sekundi na 8 sekundi. Ovo čini proizvodnju 150% efikasnijom i smanjuje stopu otpada za 30%.
3. Brza iteracija: od "mjesečnog ciklusa" do "tjednog odgovora"
Tokom faze razvoja proizvoda, promjene dizajna se dešavaju mnogo, a tipične izmjene kalupa moraju se ponovo otvoriti, što mnogo košta i dugo traje. Metalna 3D štampa omogućava "optimizaciju testa dizajna" u zatvorenoj petlji. Određeni proizvođač automobilskih konektora je nakon tri kruga štampe pronašao najbolji dizajn, što im je uštedjelo dvije sedmice u odnosu na druge načine. Ova fleksibilnost omogućava preduzećima da se brzo prilagode promjenama na tržištu i smanje troškove isprobavanja stvari.
2, Masovna proizvodnja: nove tehnologije i više scenarija
1. Revolucija efikasnosti: od "štampanja u jednom komadu" do "masovne proizvodnje"
Metalna 3D štampa zaobilazi probleme efikasnosti upotrebom nekoliko lasera, efikasnih sistema za cirkulaciju praha i automatizovanih proizvodnih linija. Na primjer, Huashu High Tech FS350M ima lasere od 12 1-kilovata, što čini štampanje 20 puta bržim nego sa jednim laserom. Tri{6}}sistem za cirkulaciju praha može povratiti više od 95% prosutog praha, što smanjuje troškove materijala za 30%. Takođe, oprema za štampanje sa zelenim metalom kompanije Tongkuai TruPrint 1000 koristi laser talasne dužine od 515 nm, koji ubrzava obradu čistog bakra visoke provodljivosti za 40% i smanjuje poroznost na manje od 0,5%. To omogućava izradu velikog broja dijelova od legure bakra.
2. Skok u kvaliteti: od "verifikacije prototipa" do "krajnjeg proizvoda"
Kako su se nauka o materijalima i kontrola procesa poboljšali, metalni kalupi za 3D štampu su postali sličniji tradicionalnim kalupima u smislu koliko dugo traju i koliko dobro rade. Na primjer, podijeljeni konus kalupa za-lijevanje pod pritiskom napravljen od praha legure na bazi nikla- ima tvrdoću od 48-50HRC i žilavost na udar od 22J nakon termičke obrade. Čini metaluršku vezu sa podlogom i traje dvostruko duže od originalnog kalupa. U medicini, 3D-štampani umjetni zglobovi od legure titanijuma imaju poroznu površinsku strukturu koja potiče proliferaciju koštanih ćelija (sa poroznošću od 60%). Oni također imaju stopu preživljavanja od 98% nakon operacije, što je daleko više nego kod tipičnih standardiziranih zglobova (90%).
3. Inovacija scene: od "zamjene tradicije" do "zajedničkog rada na način koji radi za oboje"
Metalno 3D štampanje nije zamišljeno da zameni mesto tradicionalnog pravljenja kalupa; umjesto toga, namijenjeno je da radi s njim. U industriji aviona, 3D štampa se koristi za izradu komplikovanih osnovnih delova kao što su mlaznice za gorivo motora i lopatice turbine. Kovanje se još uvijek koristi za izradu jednostavnih dijelova koji nose opterećenje-kao što su okviri trupa{5}}D štampa se koristi u automobilskoj industriji za izradu kalupa za probnu proizvodnju i prilagođenih dijelova. Za -proizvodnju velikih razmjera i dalje se koriste štancanje i livenje. Industrija počinje da se slaže oko ideje „korišćenja 3D štampanja za komplikovane male serije i tradicionalne proizvodnje za jednostavne velike serije“.
3, Budući trendovi: od "tehnološkog proboja" do "ekološkog restrukturiranja"
1. Ultra-velika-štampa: od "satnog nivoa" do "minutnog nivoa"
Napredak u ultra-laserskoj tehnologiji s kratkim impulsom i tehnologiji formiranja nanočestica sprej metala (NPJ) učinio je štampanje više od deset puta bržim nego što je bilo. Na primjer, NPJ tehnologija može fiksirati kanale na nivou mikrometara prskanjem tekućine s nanočesticama bakra i sinteriranjem na niskoj temperaturi. Obnovljeni kalup može povećati prinos pakovanja čipova sa 92% na 99,5% i smanjiti vreme zastoja mašine uzrokovano curenjem rashladne tečnosti.
2. Kompozit od više-materijala: od "jednostruke izvedbe" do "funkcionalne integracije"
3D štampanje metala može dovesti do promjene performansi sloja za popravku na gradijentni način štampanjem različitih materijala u isto vrijeme s brojnim mlaznicama. Na primjer, štampanje čelika visoke{2}}tvrdoće D2 u području oštrice kalupa i čelika visoke{4}}čvrstoće H13 u području supstrata stvara kompozitnu konstrukciju sa "spoljašnjom tvrdoćom i unutrašnjom žilavošću". Zbog toga kalup traje više od tri puta duže. Također, tehnologija modifikacije površine metamaterijala stvara mikro-nano strukturirane premaze koji smanjuju silu oslobađanja kalupa za 40% i čine otpornost na habanje tri puta boljom od tipičnih metoda hromiranja.
3. Inteligentna proizvodnja: od "ručnog rada" do "digitalnog blizanca"
Sistem za optimizaciju procesa zasnovan na AI-može automatski promijeniti postavke kao što su snaga lasera i brzina skeniranja kako bi se regulirao kvalitet popravki u zatvorenoj petlji. Određena kompanija je napravila platformu za optimizaciju AI procesa koja je smanjila poroznost popravke legure bakra sa 1% na 0,1% gledajući 100.000 setova podataka za štampanje. Takođe je smanjilo vrijeme potrebno za izgradnju procesa sa 3 mjeseca na 1 sedmicu. Tehnologija digitalnog blizanaca omogućit će virtualno otklanjanje grešaka, daljinsko praćenje i prediktivno održavanje u budućnosti, olakšavajući evoluciju metalne 3D štampe ka inteligentnoj i prilagodljivoj proizvodnji.