Poslali ste svoj crtež pet različitih dobavljača. Trojica su citirala potpuno različite cijene, jedan nikada nije odgovorio, a posljednji vas je zamolio da sačekate šest sedmica samo da vidite uzorak. Ako ste ikada pokušali da nabavite uslugu 3D štampanja od titana za novi proizvod, ovo verovatno zvuči poznato. Titanijum je jedan od najtvrđih metala za obradu, jedan od najskupljih za bacanje i jedan od materijala koji najmanje oprašta kada dobavljač ne zna šta radi.
Sve više inženjera, dizajnera proizvoda i timova za nabavku - posebno u svijetu medicinskih uređaja - okreće se od tradicionalne CNC obrade prema proizvodnji aditiva za metal, sve više ih nabavljajući iz Kine.
U ovom vodiču ćemo proći kroz zaštotitanijumska 3D štampauzima maha, kako proces zapravo funkcionira, kako izgleda pravi projekt od početka do kraja i kako odabrati proizvođača kojem zapravo možete vjerovati sa svojom sljedećom serijom dijelova.
Zašto više kupaca bira titanijumsku 3D štampu u odnosu na tradicionalnu mašinsku obradu
Legura titanijuma je jaka, biokompatibilna i lagana - zbog čega se koristi u svemu, od nosača za avione do kičmenih implantata. Problem je u tome što ga je takođe teško rezati. Jedan složeni titanijumski deo mašinski obrađen od čvrstog bloka može da otpadne 80-90% sirovog materijala kao otpad, a svaki izgubljeni gram košta.
2,0 milijarde dolara do 2030
Predviđeno globalno tržište materijala za 3D štampanje titanijuma, koje raste za skoro 28% godišnje (Lucintel)
Zdravstvo i vazduhoplovstvo su navedeni kao dva najveća pokretača tog rasta, a ortopedski 3D štampani uređaji se prate kao jedan od najbrže{1}}rastućih segmenata u cijeloj industriji medicinskih uređaja. Nekoliko razloga se stalno javlja kod naših klijenata:
Ovo je osnovno obećanje dobre usluge 3D štampanja od titanijuma: manje otpada, više slobode dizajna i brži put od CAD datoteke do gotovog dela.
Šta Kinu čini globalnim centrom za proizvodnju 3D štampe od legure titanijuma
Kina je provela posljednju deceniju izgrađujući jedan od najkompletnijih lanaca nabavke metalnih aditiva u svijetu - od atomizacije titanijuma u prahu, do industrijskih-SLM štampača, do CNC naknadne- obrade i površinske obrade, sve često dostupno unutar istog industrijskog klastera. Ta vertikalna integracija je veliki razlog zašto proizvođač 3D štampe od legure titanijuma sa sjedištem u Kini obično može ponuditi brže i niže od dobavljača koji mora prenijeti prah, štampanje i završnu obradu trima odvojenim kompanijama u tri različite zemlje.
Nekoliko stvari koje kupci stalno pominju kada rade sa kineskom fabrikom za 3D štampanje titanijuma:
Naravno, "sa sjedištem u Kini" ne znači automatski "pouzdan" -, doći ćemo do toga kako zapravo provjeriti fabriku malo niže.
Kako titanijumska 3D štampa zapravo funkcionira (na običnom engleskom)
Većina dijelova od titanijuma se proizvodi postupkom koji se naziva selektivno lasersko topljenje (SLM), koji se ponekad naziva i DMLS (Direktno lasersko sinteriranje metala). Razmišljajte o tome kao da gradite dio jedan po jedan nevjerovatno tanak sloj - laser prati oblik tog sloja u sloj finog titanijumskog praha, topi ga u čvrsti metal, a zatim se na vrh nanese svježi sloj praha i proces se ponavlja. Sloj po sloj, čvrsti, gusti metalni dio izrasta iz sloja praha.
Kada se štampa završi, delovi obično prolaze kroz:
Ako ste čitali o ovoj temi, vjerovatno ste naišli na termin Ti6Al4V 3D štampanje. Ti6Al4V (klasa titanijuma 5) čini ogromnu većinu delova od titanijuma koji se danas štampaju, i iz dobrog razloga - nudi odličan odnos snage-i-težine, jaku otpornost na koroziju i, što je kritično za medicinske primene, dobru biokompatibilnost. To je ista legura koja se koristi u velikom broju ortopedskih i zubnih implantata širom svijeta.
Prava studija slučaja: Projekt medicinskog uređaja sa Shenzhen JR Precision Technology Co., Ltd.
Studija slučaja
Shenzhen JR Precision Technology Co., Ltd., kineski-proizvođač koji radi s titanijumom i drugim naprednim legurama, obratila se kompanija za medicinske uređaje kojoj je bila potrebna prilagođena komponenta implantata s poroznom rešetkastom strukturom dizajniranom da potakne urastanje kostiju nakon operacije. Klijent je već pokušao nabaviti dio preko tradicionalnog dobavljača CNC obrade i naišao je na dva problema: geometriju rešetke jednostavno je bilo nemoguće obraditi konvencionalno, a po-jedinični trošak pri malim količinama činio je projekat finansijski neizvodljivim.
Pristup tima:
- Pregledao klijentove dizajnerske datoteke i označio nekoliko geometrijskih podešavanja kako bi se poboljšala mogućnost ispisa bez ugrožavanja funkcije rešetke
- Proizvedena je mala prva serija korištenjem SLM štampe s Ti6Al4V prahom kako bi se potvrdilo pristajanje, poroznost i mehaničke performanse prije nego što se posveti većoj seriji
- Primijenjena naknadna{0}}obrada, uključujući toplinsku obradu i preciznu mašinsku obradu na spojnim površinama za koje su bile potrebne čvršće tolerancije
- Provedena inspekcija dimenzija i testiranje materijala kako bi se potvrdilo da dijelovi ispunjavaju specifikacije klijenta prije isporuke
Rezultat je bio dio koji bi bilo praktično nemoguće proizvesti konvencionalnom mašinskom obradom, isporučen kao radna serija prototipa u djeliću vremena koji bi tradicionalni pristup baziran na alatima-zahtevao - sa fleksibilnošću prilagođavanja dizajna između iteracija bez dodirivanja skupog kalupa ili učvršćenja.
Gdje titanijumska 3D štampa donosi najveću vrijednost
Titanijumsko 3D štampanje nije pravi alat za svaki posao, ali ima tendenciju da zablista u nekoliko specifičnih situacija:
Medicinski i zubni implantati
Kavezi za kičmu, implantati kuka i koljena, lobanjske ploče i prilagođeni stomatološki okviri koji imaju koristi od poroznih,{0}}kosti prijateljskih struktura.
Vazdušne komponente
Nosači, kanali i strukturni dijelovi gdje je svaki ušteđeni gram težine bitan.
Motorsport & Automotive
Komponente izduvnih gasova, dijelovi ovjesa i drugi dijelovi performansi gdje je omjer snage-prema{1}}težini prioritet.
Alat & Jigs
Lagani, prilagođeni-prilagodnici za proizvodne linije.
Prilagođena i mala{0}}proizvodnja
Situacije u kojima pravljenje kalupa ili alata jednostavno nema financijskog smisla.
Kako odabrati pouzdanog proizvođača ili tvornicu za titanijumsku 3D štampu
Ovo je dio koji većina kupaca preskoči, i obično tu stvari krenu po zlu. Prije nego što se posvetite dobavljaču, vrijedi označiti nekoliko polja:
Koliko košta titanijumska 3D štampa?
Ovo je jedno od najčešćih pitanja koje dobijamo, a iskren odgovor je: zavisi. Ali evo šta zapravo pokreće broj:
Kao gruba polazna tačka, mali prototipovi od titanijuma često koštaju od nekoliko stotina dolara po delu, značajno padaju kako se povećavaju količine -, ali jedini način da dobijete pravi broj je da pošaljete svoj dizajn na ponudu.
Često postavljana pitanja
Da - titanijum, posebno legura Ti6Al4V, jedan je od najčešće korištenih metala u aditivnoj proizvodnji jer kombinuje visok omjer čvrstoće-prema-težini s odličnom otpornošću na koroziju i biokompatibilnošću, što ga čini prirodnim pogodnim za medicinske i svemirske aplikacije.
Koliko su jaki 3D štampani titanijumski delovi u poređenju sa mašinski obrađenim delovima?Kada su štampani i -ispravno obrađeni (uključujući termičku obradu-za ublažavanje naprezanja), SLM-odštampani titanijumski dijelovi mogu postići mehanička svojstva koja se mogu uporediti sa kovanim titanijumom, iako tačne performanse zavise od parametara štampe, orijentacije i kvaliteta naknadne- obrade.
Koja je minimalna količina narudžbe za veleprodaju titanijumske 3D štampe?Ovo se razlikuje od dobavljača, ali mnoge tvornice će početi s jednim prototipom ili malom probnom serijom prije nego što se skaliraju na veće veleprodajne količine, tako da možete provjeriti dizajn prije nego što se posvetite proizvodnim količinama.
Koliko je vremena potrebno da se dobije 3D štampani prototip od titanijuma iz Kine?U zavisnosti od složenosti dijela i zahtjeva za naknadnom{0}}obradom, prototip često može biti spreman u roku od jedne do tri sedmice, što je obično mnogo brže od čekanja na alate za tradicionalnu proizvodnju.
Mogu li kineske fabrike za 3D štampanje titanijuma da ispune medicinske ili vazduhoplovne sertifikate?Mnoge etablirane fabrike rade u skladu sa standardima ISO 13485 (medicinski) ili AS9100 (vazduhoplovstvo) i mogu dati certifikate materijala i izvještaje o inspekciji -, ali to se razlikuje od dobavljača, pa je vrijedno potvrditi certifikate direktno prije naručivanja.
Spremni da dobijete ponudu?
Ako vagate opcije za svoj sljedeći titanijumski projekat -, bilo da se radi o jednom prototipu medicinskog uređaja ili proizvodnji od stotine dijelova -, najlakši sljedeći korak je jednostavan: pošaljite svoj crtež. Dobar proizvođač će vam iskreno reći da li je 3D štampa pravo rješenje za vas, označiti sve promjene dizajna koje bi olakšale proizvodnju i dati vam pravu ponudu - bez pritiska, bez obaveze da idete naprijed ako ne odgovara.