Nabywcy zajmujący się produkcją wciąż napotykają te same problemy, co w przypadku tradycyjnych narzędzi i niestandardowych części metalowych: wielo-tygodniowe lub wielo-miesięczne czasy realizacji form, wysokie koszty początkowe, które zwracają się tylko przy dużych nakładach, oraz kosztowna rzeczywistość, w której każda zmiana projektu oznacza rozpoczęcie od nowa. W przypadku małych{3}}–{4}}średnich serii, przyrządów i osprzętu lub złożonych komponentów niestandardowych ograniczenia te spowalniają wszystko i zwiększają całkowity koszt posiadania.
Druk 3D z metalu stał się praktycznym rozwiązaniem,-które skraca czas, ogranicza ilość odpadów i udostępnia geometrie, których konwencjonalne CNC lub odlewanie po prostu nie są w stanie zapewnić-opłacalnie.
Dlaczego tradycyjne narzędzia nie dotrzymują kroku
Konwencjonalne metody-obróbka CNC twardych narzędzi, odlewanie metodą traconą lub procesy oparte-na matrycach-niosą ze sobą duże, jednorazowe-koszty inżynieryjne i długie harmonogramy. Twarde oprzyrządowanie do form wtryskowych lub tłoczników często kosztuje od 10 000 do 75 dolarów000+, a czas realizacji wynosi 4–12 tygodni (dłużej w przypadku skomplikowanych narzędzi wielogniazdowych-). Oprzyrządowanie z miękkiego aluminium trochę pomaga, ale nadal zajmuje tygodnie i zużywa się szybciej. Każda zmiana w projekcie wymaga nowego programowania, mocowania lub przeróbki formy. Procesy subtraktywne powodują również marnowanie 20–50% materiału, a złożone elementy wewnętrzne, takie jak konformalne kanały chłodzące, są trudne lub niemożliwe bez konfiguracji wieloosiowych-i operacji dodatkowych.
Te problemy najbardziej dotykają-produkcji małoseryjnej lub produkcji mostów, szybkiego prototypowania osprzętu i projektów, w których geometria ciągle się zmienia. Kupujący szukający alternatyw coraz częściej zwracają się w stronę druku 3D w metalu, ponieważ całkowicie pomija on fizyczne oprzyrządowanie i przesuwa ekonomikę w stronę złożoności i szybkości, a nie czystej objętości.
Co druk 3D w metalu rozwiązuje w produkcji na zamówienie
Drukowanie 3D metalu (głównie procesy stapiania proszku laserowego, takie jak DMLS/SLM) umożliwia budowanie części warstwa po warstwie z proszku metalu. Żadnych pleśni. Brak rozbudowanego wyposażenia. Prawdziwa swoboda projektowania.
Szybsza iteracja dla przyrządów, osprzętu i płytek narzędziowych
Drukowane przyrządy, osprzęt i wkładki do form mogą przejść od wersji CAD do gotowej części w ciągu kilku dni, a nie tygodni. Konformalne kanały chłodzące we wkładkach form wtryskowych--prawie niemożliwe przy konwencjonalnym wierceniu-rutynowo skrócone czasy cykli 15–40%. Czas realizacji płytek do narzędzi funkcjonalnych zwykle spada do 1–2 tygodni w porównaniu z 4–8+ tygodniami w przypadku konwencjonalnych odpowiedników. Zmniejszenie masy o około 40% w porównaniu z solidnymi narzędziami CNC-poprawia także ergonomię w hali produkcyjnej.
Niższe koszty produkcji od małych-do-średnich serii
Dzięki zerowemu narzędziu NRE drukowanie 3D metalu jest często bardziej ekonomiczne w przypadku ilości od 1 do około 50–200 części, w zależności od geometrii i materiału. Złożone komponenty z tytanu lub-stal narzędziowej, które wymagają rozległej obróbki skrawaniem i dużej liczby złomów, często kosztują mniej dzięki dodatkom przy małych ilościach. Próg rentowności w porównaniu z CNC zwykle mieści się w przedziale od dziesiątek do kilkuset jednostek w przypadku złożonych geometrii; proste części pryzmatyczne szybciej preferują CNC.
Swoboda projektowania dla złożonych geometrii
Wewnętrzne kraty,-struktury zoptymalizowane pod kątem topologii, skonsolidowane zespoły i organiczne kształty stają się praktyczne. Ma to znaczenie w przypadku lekkich osprzętu, chłodzenia konforemnego i części, które wcześniej wymagały wielu obrobionych elementów oraz montażu. Dlatego druk 3D metalu do oprzyrządowania sprawdza się zarówno jako szybkie narzędzie, jak i pomost do konwencjonalnej produkcji o większej-wielkości.
Od oprzyrządowania po precyzję medyczną-- Dokąd zmierza technologia
Te same zalety procesu, które pomagają oprzyrządowaniu przemysłowemu przejść bezpośrednio do-wartościowej pracy medycznej. Precyzyjne produkty medyczne obrabiane CNC pozostają niezbędne w przypadku komponentów wymagających bardzo-ścisłych tolerancji i określonego wykończenia powierzchni. Naraz,Implanty medyczne drukowane w 3D ze stopów tytanuszybko się rozwijają, ponieważ produkcja przyrostowa może stworzyć-specyficzną dla pacjenta geometrię i porowate struktury, które sprzyjają osteointegracji.
Stopy tytanu i biokompatybilność
Dominuje Ti-6Al-4V (i gatunki ELI) dzięki udowodnionej biokompatybilności, odporności na korozję, wysokiemu stosunkowi wytrzymałości-do masy i solidnym właściwościom mechanicznym. Procesy addytywne pozwalają uzyskać kontrolowaną porowatość i architekturę sieci, która lepiej dopasowuje się do modułu kości, redukując osłonę naprężeniową i poprawiając długotrwałe utrwalenie. Produkcja przyrostowa metali pochłania coraz większą część przychodów AM w branży medycznej.
Dlaczego precyzja ma większe znaczenie w zastosowaniach medycznych
Wyroby medyczne wymagają rygorystycznej identyfikowalności materiałów, zweryfikowanych procesów i często znacznej-obróbki końcowej-HIP, wykańczania powierzchni i obróbki CNC krytycznych interfejsów-w celu spełnienia standardów regulacyjnych i klinicznych. Hybrydowe procesy pracy (drukowanie skomplikowanych porowatych lub prawie{4}}netformowych kształtów, a następnie wykańczanie krytycznych powierzchni za pomocą CNC) łączą zalety obu technologii.
Druk 3D metalu a obróbka CNC -, która pasuje do Twojego projektu
|
|---|
Drukowanie 3D metalu vs obróbka CNC rzadko jest wyborem typu „albo/albo”. Wiele udanych projektów wykorzystuje dodatek do złożonego rdzenia i CNC do krytycznych interfejsów, uzyskując zarówno swobodę projektowania, jak i wymaganą precyzję.
Studium przypadku Sunhingstones
Studium przypadku
Średni-klient przemysłowy potrzebował niestandardowych wkładek narzędziowych i rodziny-oprawek tytanowych o małej objętości do nowej linii produktów. Tradycyjne wyceny narzędzi twardych otrzymywano po 6–8 tygodniach i w cenie 18 000–35 000 USD za zestaw, przy czym prawie nie było miejsca na powtarzanie projektów kanałów chłodzących.
Przejście na Adruk 3D w metaluserwis dostarczył funkcjonalne wkładki w czasie krótszym niż dwa tygodnie przy kosztach początkowych niższych o około 40–50%. Udoskonalenia projektu przeprowadzono cyfrowo przy minimalnym wpływie na harmonogram. Same mocowania, wcześniej określane jako wieloosiowe-zadania CNC z dużą ilością odpadów materiałowych, zostały wydrukowane, a następnie-obrobione wykańczająco. Czas realizacji zamówienia skrócił się o ponad połowę, a koszt-części spadł w przypadku serii pilotażowej obejmującej mniej niż 100 jednostek.
Wyniki obejmowały szybsze uruchamianie linii, mniej-ograniczeń związanych z zamrożeniem projektu oraz wyraźne oszczędności zarówno w zakresie oprzyrządowania, jak i części do produkcji na początku. Dalsze-przetwarzanie końcowe i inspekcja końcowa wydłużyły się o kilka dni, więc ogólny harmonogram nie był natychmiastowy,-ale poprawa netto pozostała znacząca.
Jak wybrać niezawodnego producenta druku 3D w metalu
Certyfikaty i kontrola jakości
Jako podstawę poszukaj ISO 9001, a także AS9100 dla przemysłu lotniczego i ISO 13485 dla medycyny. Udokumentowane kontrole procesu dotyczące obsługi proszku, walidacji parametrów kompilacji i kwestii NDT. Obróbka-obróbka cieplna -, HIP, wykańczanie CNC i obróbka powierzchni - powinny odbywać się-na miejscu lub być ściśle zintegrowane.
Identyfikowalność materiałów-części medycznych
Zastosowania medyczne i regulowane wymagają pełnej identyfikowalności partii proszków, parametrów procesu i gotowych części. Żądaj certyfikatów materiałowych, danych z testów mechanicznych z kuponów świadków i dowodów zwalidowanych procesów.
Oceniając producenta drukarek 3D do metalu lub niestandardową usługę drukowania 3D do metalu, poproś o próbki części, przejrzyj studia przypadków w swojej branży i potwierdź możliwości zarówno w zakresie prototypowania, jak i produkcji w małych-–-średnich seriach. Fabryka oferująca również uzupełniającą precyzyjną obróbkę CNC może efektywniej wspierać hybrydowe przepływy pracy.
Często zadawane pytania
P: Do czego wykorzystuje się druk 3D metalu w oprzyrządowaniu?
Odp.: Przede wszystkim szybkie płytki narzędziowe (szczególnie z chłodzeniem konforemnym), przyrządy mocujące, osprzęt i oprzyrządowanie mostkowe, które przyspieszają rozwój produktu i obniżają koszty iteracji.
P: Czy druk 3D metalu jest tańszy niż obróbka CNC w małych partiach?
Odp.: Tak, często w przypadku złożonych geometrii w ilościach około 1–50 (czasami większych). Proste części i większe ilości zwykle faworyzują CNC.
P: Czy drukowanie 3D metalu umożliwia produkcję części tytanowych-klasy medycznej?
O: Tak. Ti-6Al-4V i pokrewne stopy są rutynowo drukowane na implanty i instrumenty, po czym zazwyczaj następuje precyzyjne wykończenie i pełna walidacja procesu w celu spełnienia wymogów prawnych.
P: Jak wybrać niezawodnego producenta druku 3D w metalu?
O: Skoncentruj się na certyfikatach, identyfikowalności materiałów, udokumentowanym doświadczeniu w zakresie zastosowań (narzędziowych lub medycznych), zintegrowanej-procesie końcowym i przejrzystych wycenach z realistycznymi terminami realizacji.
P: Czy druk 3D z metalu-jest opłacalny w przypadku małych nakładów?
Odp.: W przypadku skomplikowanych lub wysoce niestandardowych części metalowych tak,-zwłaszcza gdy w przeciwnym razie tradycyjne koszty narzędzi i długie czasy realizacji byłyby nieskuteczne
Działaj szybciej w swoim następnym projekcie
Przestań czekać tygodniami na narzędzia, które mogą wymagać przeglądu w momencie zmiany projektu. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz metalowych przyrządów i osprzętu drukowanych w 3D, wkładek do szybkiego oprzyrządowania czy precyzyjnych komponentów tytanowych, porozmawiaj z zespołem inżynierów, który przeanalizuje Twoje potrzeby w zakresie geometrii, objętości i wydajności oraz zaleci najbardziej efektywną ścieżkę-czystego dodatku, hybrydy lub konwencjonalnej. Już dziś skontaktuj się z wydajną fabryką druku 3D z metalu lub niestandardową usługą drukowania 3D z metalu. Uzyskaj praktyczną rekomendację popartą rzeczywistymi danymi procesowymi i zacznij działać szybciej.