Czy klienci z branży form są skłonni zaakceptować formy drukowane w 3D?

一, Scenariusz zastosowania: przejście od „próbowania nowych rzeczy” do „podstawowych potrzeb”
1. Forma wtryskowa: najlepsze wykorzystanie chłodzenia konforemnego
Ponad 95% technologii druku 3D wykorzystuje się w formowaniu wtryskowym, co czyni ją dziedziną o najwyższym współczynniku penetracji. Liniowy kanał chłodzący w starszych formach może łatwo powodować nierównomierne chłodzenie części formowanych wtryskowo, co może prowadzić do problemów, takich jak wypaczenie i skurcz. Dzięki „chłodzeniu kształtu podążającemu” kanały chłodzące dopasowują się do kształtu produktu, tworząc sieć zapewniającą równomierne rozprowadzanie ciepła. Na przykład pewna forma do wnętrza samochodu skróciła czas chłodzenia z 21,73 sekundy do 17 sekund poprzez wydrukowanie kanału konforemnego w 3D. Skrócono także cykl formowania wtryskowego o 40%, a koszt jednej sztuki o 110 000 juanów. Firmy zajmujące się formowaniem wtryskowym jako pierwsze zastosowały formy do druku 3D, ponieważ bezpośrednio poprawiły one wydajność produkcji.

2. Formy do odlewania ciśnieniowego: postęp technologiczny w zakresie-wysokiego ciśnienia
Wysokociśnieniowe-formy odlewnicze-muszą wytrzymywać wysokie temperatury, wysokie ciśnienia i powtarzające się szoki termiczne. Tradycyjne metody wymagają skomplikowanych systemów chłodzenia i okresowego smarowania natryskowego.. 3Technologia druku D poprawia konstrukcję kanałów chłodzących, ogranicza potrzebę stosowania natryskiwania i zwiększa trwałość form. Na przykład, gdy w określonej formie odlewniczej ze stopu aluminium- zastosowano wkładki do druku 3D, częstotliwość natryskiwania spadła o 30%, a żywotność formy wzrosła z 20 000 do 50 000 razy. W branży-odlewów obowiązują rygorystyczne standardy dotyczące działania materiałów, ale wzrost wydajności wynikający z chłodzenia konforemnego powoli przekonuje klientów do zaakceptowania alternatywnych rozwiązań związanych z drukiem 3D.

3. Złożone części konstrukcyjne: wykraczanie poza granice typowej obróbki
Druk 3D ma pewne wyraźne zalety w przypadku części form, z którymi trudno jest pracować przy użyciu tradycyjnych metod, takich jak głębokie zbrojenie, cienkie ściany i nierówne struktury. Na przykład pewna forma osłony papierosa elektronicznego ma skomplikowany kształt, który wymaga kilkukrotnego zaciśnięcia, a w przypadku wykonania-staromodnym sposobem wiąże się z dużą ilością złomu. Jednak po bezpośrednim formowaniu za pomocą druku 3D wydajność wzrosła do 98%, a czas potrzebny na wykonanie czegoś spadł o 50%. 3Druk D może również wykonywać „produkcję hybrydową”, co oznacza szczepienie i drukowanie skomplikowanych struktur na obrabianych podstawach, co pozwala zaoszczędzić jeszcze więcej pieniędzy.

2, Przewaga kosztowa: przejście od „wysokiego kosztu” do „wartości pełnego cyklu”
1. Porównanie kosztów pojedynczych artykułów: Oszczędność w przypadku małych partii
Koszt wykonania pojedynczej metalowej formy do druku 3D jest nadal od 7 do 12 razy wyższy niż w przypadku tradycyjnych metod, jednak luka ta szybko się zamyka w przypadku małych partii i produkcji na zamówienie. Na przykład klient potrzebuje 5 zestawów form, ale po zastosowaniu druku 3D do ulepszenia projektu potrzebne są tylko 2 zestawy, aby zaspokoić potrzeby w zakresie wydajności produkcyjnej. Oszczędza to 3 zestawy cen form, które pokrywają koszt druku 3D. Druk 3D obniża także koszty otwierania form i obniża całkowite koszty produktów, których produkcja wynosi mniej niż 5000 sztuk rocznie.

2. Koszt całego cyklu życia: korzyści z uczynienia czegoś bardziej wydajnym nie zawsze są oczywiste.
Korzyści z form do druku 3D wykraczają poza jedynie niższe koszty produkcji; czynią także całe życie bardziej efektywnym. Na przykład podczas drukowania 3D konformalnych kanałów wodnych dla określonej formy części samochodowej cykl formowania wtryskowego został skrócony o 25%, wykorzystanie sprzętu wzrosło o 15%, a wydatki na energię elektryczną spadły o ponad 200 000 juanów rocznie. Jednocześnie lepsza konsystencja chłodzenia zmniejszyła ilość złomów z 5% do 1%, co pozwala zaoszczędzić 30 ton materiału rocznie. Sama forma może nie kosztować dużo więcej niż te ukryte korzyści.

3. Lokalizacja materiałów: główny czynnik obniżający koszty
Wczesne formy do druku 3D wykorzystywały proszki z innych krajów, które stanowiły do ​​60% kosztu materiałów. Ceny materiałów spadły o 40%, odkąd krajowe proszki 18Ni300, CX i innych stali formierskich stały się bardziej dojrzałe. Ich działanie jest obecnie zbliżone do proszków importowanych. Na przykład wkładka formy drukowana-proszkowo, wyprodukowana w USA, odpowiada normie stali H13 pod względem odporności na korozję, twardości i innych czynników, ale kosztuje tylko 60% tej kwoty. Lokalizacja materiałów powoduje przeniesienie form do druku 3D z najwyższej półki-dostosowanej do rynku głównego nurtu.

3, Wyzwanie techniczne: przejście od „dostępnego” do „łatwego w użyciu”
1. Dokładność i jakość powierzchni: potrzeba-obróbki końcowej
Forma do drukowania 3D musi zostać poddana-obróbce końcowej w celu spełnienia standardów form, które obejmują początkową dokładność ± 0,2 mm i chropowatość powierzchni Ra8-12. Można to zrobić poprzez piaskowanie i polerowanie. Na przykład konkretna forma do formowania wtryskowego-o wysokim połysku musi spełniać normę polerowania A1, która wymaga pięciu tradycyjnych procedur. Z drugiej strony obiekt wydrukowany w 3D może osiągnąć standard jedynie przy dwóch procesach przy użyciu specjalnego pakietu parametrów procesu. Obróbka końcowa kosztuje więcej, chociaż technologie takie jak automatyczne piaskowanie i precyzyjna obróbka CNC powoli czynią tę procedurę szybszą i tańszą.

2. Właściwości materiału: co się dzieje, gdy robi się zbyt gorąco
Niektóre materiały stosowane w druku 3D nie sprawdzają się tak dobrze w wysokich temperaturach. Na przykład formy wykonane z żywicy światłoczułej mają tendencję do zmiany kształtu, gdy temperatura wzrasta powyżej 260 stopni i trwają mniej niż 100 razy. Niektóre materiały, takie jak wczesna stal H13, nadal pękają, nawet jeśli metalowe formy do drukowania 3D wytrzymują wysokie temperatury. Jednak wraz ze wzrostem popularności-materiałów o wysokiej wydajności, takich jak stal starzona martenzytycznie i stopy-na bazie niklu, formy drukowane-3D mogą teraz spełniać większość potrzeb związanych z formowaniem wtryskowym i odlewaniem-kokiłowym. Na przykład forma łopatki silnika samolotu wykorzystuje-drukowany w 3D stop na bazie niklu-, który dobrze sprawdza się w temperaturze 1200 stopni.

3. Standardy branżowe: od „opartych na doświadczeniu” do „opartych na normach” Formy do druku 3D nie mają żadnych standardowych wytycznych dotyczących projektowania, parametrów procesu, technik testowania itp. Zamiast tego zależą od tego, czego nauczyła się każda firma. Przykładowo jeden klient nie mógł drukować ze względu na zły kąt zawieszenia, a inny wyrzucił formę ze względu na brak miejsca na precyzyjną obróbkę. Branża naciska na standaryzację budownictwa, aby rozwiązać ten problem. Na przykład firma Kaiben 3D była odpowiedzialna za opracowywanie dokumentów takich jak „Specyfikacja kształtu 3D zgodnego z projektem drogi wodnej” i „Specyfikacja procesu drukowania form stalowych”, które przekształcają wiedzę przemysłową w rozwiązania, które można wielokrotnie wykorzystywać.