Koja je razlika između 3D štampanja metala i tradicionalne CNC obrade u proizvodnji kalupa?

一, Tehnički princip: promjena paradigme u aditivnoj i subtraktivnoj proizvodnji
Metalna 3D štampa koristi metodu aditivne proizvodnje "sloj po sloj slaganje". Topi metalni prah, poput legure titanijuma ili livenog čelika, koristeći laserski ili elektronski snop, a zatim gradi komplikovane geometrijske oblike direktno iz trodimenzionalnih digitalnih modela. Njegova glavna prednost je u tome što prevazilazi probleme s tradicionalnom obradom koji otežavaju pristup alatima i korištenje stezaljki. Takođe može napraviti dizajn optimizacije topologije, uključujući udubljenje unutrašnjosti, punjenje rešetke i pravljenje kanala za rashladnu vodu koji odgovaraju. Na primjer, Zhongrui Technology je napravila prilagođene umetke za kalupe za brizganje za automobilsku industriju. Ovi umetci su povećali prianjanje između kruga rashladne vode i površine proizvoda na 95% putem 3D štampanja, smanjili ciklus brizganja za 42% i smanjili stopu savijanja proizvoda za 67%.
U subtraktivnoj proizvodnji, tradicionalna CNC obrada radi tako što "uklanja materijal". Koristi povezane alate za rezanje na mnogim osovinama za rezanje, glodanje, bušenje i druge stvari na metalnim gredicama. Njegovu tehnološku zrelost pokazuje njegova sposobnost da upravlja preciznošću na mikrometarskom nivou (± 0,005 mm) i glatkoćom površine (Ra0,8 μm). To ga čini savršenim za obradu proizvoda visoke{5}}vrste pravilnih oblika. Na primjer, mašina za rezbarenje i glodanje keramike iz Xintenghui CNC-a može zadržati stopu loma ivica keramičkih kalupa ispod 0,3% korištenjem posebnog sistema zaštite i tehnologije preciznog brušenja. Ovo ispunjava stroge zahtjeve poluprovodničke ambalaže za otpornost kalupa na habanje.
2, Scenarij primjene: linija između složenih konstrukcija i masovne proizvodnje
Probojna upotreba u izradi komplikovanih struktura
Metalna 3D štampa ima veliki uticaj na izradu kalupa u tri glavna područja:
Sistem hlađenja koji prati oblik: Tradicionalni kanali vode za hlađenje kalupa su ograničeni procedurama bušenja, što otežava postizanje savršenog uklapanja sa konturom proizvoda. Oponašajući dinamiku fluida, tehnologija 3D štampanja poboljšava ujednačenost temperaturnog polja kalupa za više od 50%. Određena kompanija koja proizvodi kućne aparate koristila je ovu tehniku, a prinos za brizganje kućišta klima uređaja porastao je sa 89% na 98%. Godišnja ušteda energije za jedan set kalupa bila je više od 120 000 juana.
Lagana konstrukcija: Optimizacijom topologije uklanja se 30% do 60% materijala koji ne nosi-opterećenje-, a težina 3D-štampanih kalupa je smanjena za 45% u poređenju sa tradicionalnim dizajnom, uz zadržavanje čvrstoće strukture. Nosač akumulatora novog energetskog vozila napravljen od 3D-štampanog okvira od aluminijumske legure preživio je test preopterećenja od 150%, izgubio je 38% svoje težine i dobio 8% dometa.
Integrirano oblikovanje komplikovanih dijelova: U tradicionalnim metodama, uključujući blokove kalupa za gumene gume i kalupe za uzorke đona cipela, dijelovi se moraju obraditi i sastaviti odvojeno. 3D štampanje može napraviti cijeli kalup i riješiti se grešaka u sastavljanju. Ova tehnologija je korištena u kompaniji za proizvodnju guma, a vrijeme koje je bilo potrebno za izradu kalupa je od 45 dana do 12 dana, sa preciznošću uzorka od 0,02 mm.
3, glavna prednost masovne proizvodnje
Činjenica da se CNC obrada ne može zamijeniti u izradi kalupa pokazuje:
Prilagodljivost materijala: Može raditi s materijalima koji su prilično tvrdi, kao što su kaljeni čelik i tvrde legure (HRC55 ili više), što je ono što kalupi za livenje pod pritiskom{1}}trebaju biti sposobni. Specifično postrojenje za{3}}lijevanje pod pritiskom koristi CNC-obrađene kalupe od legure magnezijuma-koje traju 200.000 puta, što je tri puta duže od 3D-štampanih kalupa.
Kvalitet površine: Zrcalna-ravna površina (Ra0,2 μm) može se postići korištenjem tehnika naknadne-obrade uključujući precizno glodanje i poliranje. Ovo ispunjava higijenske standarde za optičke kalupe i kalupe za pakovanje hrane. Kompanija za pakovanje kozmetike koristila je CNC-obrađene kalupe za PET boce, što je učinilo proizvod transparentnijim (92%) i smanjilo količinu otpada (0,5%).
Ekonomija serije: Za kalupe koji proizvode više od 5000 komada godišnje, CNC obrada košta 60% do 70% manje po komadu nego 3D štampa. Određeni dobavljač automobilskih dijelova koristi CNC masovnu proizvodnju za svoj kalup za branik. Cena jednog kalupa je zadržana na 800.000 juana, dok je cena 3D štampanja 1,2 miliona juana.
4, Struktura troškova: Igra ravnoteže između brzine i tačnosti
1. Troškovi opreme i zaliha
3D štampanje metalom: industrijski-alati obično koštaju između 2 i 8 miliona juana, a prah od legure titanijuma košta između 800 i 1200 juana po kilogramu. Stopa iskorištenja materijala, s druge strane, iznosi čak 90%, što je 40 postotnih poena više od CNC obrade. Određena avio kompanija je koristila 3D štampanje za izradu lopatica motora, što je snizilo cene materijala za 35% u poređenju sa tradicionalnim livenjem.
CNC obrada: obradni centri sa pet-osnih veza koštaju između 1,5 i 5 miliona juana, a otprilike 15% do 20% tog troška je za alate. Jedna fabrika kalupa smanjila je cenu jednog kompleta kalupa sa 120.000 juana na 70.000 juana optimizovanjem putanje rezanja i upotrebom reverzibilnih noževa.
2. Troškovi vremena 3D štampanja: Vrijeme potrebno za izradu kalupa sa složenim strukturama je prepolovljeno na 70% u poređenju sa tradicionalnim metodama. Medicinska kompanija može napraviti prilagođeni ortopedski kalup za implantate za samo 72 sata, što je 80% brže od 15-dnevnog ciklusa CNC obrade.
CNC obrada: vrijeme obrade kalupa može se skratiti za 30% do 40% upotrebom tehnologije velike-brzine rezanja (HSC). Centar za mašinsku obradu vretena od 8000 obrtaja u minuti pomogao je jednom preduzeću za izradu kalupa za 3C proizvode da smanji vreme potrebno za izradu kalupa za okvir telefona sa 18 sati na 11 sati.