Изпратили сте своя чертеж на пет различни доставчика. Трима посочиха изключително различни цени, единият не отговори, а последният ви помоли да изчакате шест седмици, само за да видите проба. Ако някога сте опитвали да намерите услуга за 3D печат на титан за нов продукт, това вероятно ви звучи познато. Титанът е един от най-трудните метали за обработка, един от най-скъпите за отпадъци и един от най-малко прощаващите материали, когато доставчикът не знае какво прави.
Все повече инженери, продуктови дизайнери и екипи за доставки - особено в света на медицинските устройства - се отклоняват от традиционната CNC машинна обработка и вместо това се насочват към производство с метални добавки, като все повече се снабдяват от Китай.
В това ръководство ще разгледаме защотитанов 3D печатзапочва, как всъщност работи процесът, как изглежда един реален проект от началото до края и как да изберете производител, на когото всъщност можете да се доверите със следващата си партида части.
Защо повече купувачи избират титаниев 3D печат пред традиционната машинна обработка
Титановата сплав е здрава, биосъвместима и лека -, което точно е причината да се използва във всичко - от скоби за самолети до гръбначни импланти. Проблемът е, че също така е изключително трудно да се реже. Една единствена сложна титаниева част, изработена от твърд блок, може да загуби 80-90% от суровината като скрап и всеки похабен грам струва пари.
2,0 милиарда долара до 2030 г
Прогнозиран глобален пазар на материали за 3D печат от титан, нарастващ с близо 28% годишно (Lucintel)
Здравеопазването и космонавтиката са посочени като двата най-големи двигатели на този растеж, като ортопедичните 3D отпечатани устройства се проследяват като един от най-бързо-развиващите се сегменти в цялата индустрия за медицински изделия. Няколко причини продължават да се появяват при нашите клиенти:
Това е основното обещание за добра услуга за 3D печат на титан: по-малко отпадъци, повече свобода на проектиране и по-бърз път от CAD файл до готова част.
Какво прави Китай глобален център за производство на 3D печат от титаниева сплав
Китай прекара последното десетилетие в изграждането на една от най-завършените вериги за доставка на метални добавки в света - от пулверизиране на титанов прах до промишлени-клас SLM принтери до CNC последваща-обработка и обработка на повърхности, всички често налични в рамките на един и същ промишлен клъстер. Тази вертикална интеграция е голяма причина производителят на 3D печат от титаниева сплав, базиран в Китай, да може обикновено да оферира по-бързо и по-ниско от доставчик, който трябва да възложи прах, печат и довършителни работи на три отделни компании в три различни държави.
Няколко неща, които купувачите постоянно споменават, когато работят с китайска фабрика за титанов 3D печат:
Разбира се, „базиран в Китай“ не означава автоматично „надежден“ - ще разберем как всъщност да проверим фабрика малко по-надолу.
Как всъщност работи титановият 3D печат (на обикновен английски)
Повечето титанови части се произвеждат с помощта на процес, наречен селективно лазерно топене (SLM), понякога наричан също DMLS (директно лазерно синтероване на метали). Мислете за това като да изграждате част невероятно тънък слой наведнъж - лазер проследява формата на този слой в слой от фин титанов прах, разтопява го в твърд метал, след което нов слой прах се разстила отгоре и процесът се повтаря. Слой по слой солидна, плътна метална част израства от прахообразното легло.
След като отпечатването приключи, частите обикновено преминават през:
Ако сте чели по тази тема, вероятно сте се натъкнали на термина Ti6Al4V 3D печат. Ti6Al4V (титан клас 5) съставлява огромното мнозинство от титаниеви части, отпечатани днес, и с основателна причина - той предлага отлично съотношение -към-тегло, силна устойчивост на корозия и, критично за медицински приложения, добра биосъвместимост. Това е същата сплав, използвана в голяма част от ортопедичните и зъбните импланти по света.
Реален казус: Проект за медицинско устройство с Shenzhen JR Precision Technology Co., Ltd.
Казус от практиката
Shenzhen JR Precision Technology Co., Ltd., базиран в Китай-производител, работещ с титан и други усъвършенствани сплави, беше потърсен от компания за медицински изделия, която се нуждаеше от персонализиран компонент за имплант с пореста решетъчна структура, проектирана да насърчава врастването на костта след операция. Клиентът вече беше опитал да намери детайла чрез доставчик на традиционна CNC обработка и се натъкна на два проблема: геометрията на решетката беше просто невъзможна за конвенционална обработка, а цената на-единица при малки обеми направи проекта финансово неосъществим.
Подходът на екипа:
- Прегледа дизайнерските файлове на клиента и маркира няколко настройки на геометрията, за да подобри възможността за печат, без да компрометира функцията на решетката
- Произведена е малка първа партида, използвайки SLM печат с Ti6Al4V прах за валидиране на годността, порьозността и механичните характеристики, преди да се ангажира с по-голям тираж
- Приложена последваща-обработка, включително термична обработка и прецизна машинна обработка на свързващите повърхности, които изискват по-строги допуски
- Проведе проверка на размерите и тестване на материалите, за да потвърди, че частите отговарят на спецификацията на клиента преди изпращане
Резултатът беше част, която би било практически невъзможно да се произведе чрез конвенционална машинна обработка, доставена като работеща прототипна партида за част от времето, което би изисквал традиционен -базиран на инструменти подход - с гъвкавостта за коригиране на дизайна между итерациите, без да се докосва скъпа форма или приспособление.
Където титановият 3D печат осигурява най-голяма стойност
Титановият 3D печат не е правилният инструмент за всяка работа, но има тенденция да блести в няколко конкретни ситуации:
Медицински и зъбни импланти
Гръбначни клетки, тазобедрени и коленни импланти, черепни пластини и персонализирани зъбни рамки, които се възползват от порести, -костни структури.
Аерокосмически компоненти
Скоби, канали и структурни части, където всеки спестен грам тегло има значение.
Мотоспорт и автомобилостроене
Компоненти на изпускателната система, части за окачване и други работни части, при които съотношението-към-тегло е приоритет.
Инструменти и приспособления
Леки, персонализирани-приспособления за производствени линии.
Производство по поръчка и в малък{0}}обем
Ситуации, при които изграждането на форма или инструмент просто няма финансов смисъл.
Как да изберете надежден производител или фабрика за титаниев 3D печат
Това е частта, която повечето купувачи подминават и обикновено там нещата се объркват. Преди да се ангажирате с доставчик, струва си да поставите отметка в няколко полета:
Колко струва титановият 3D печат?
Това е един от най-честите въпроси, които получаваме, а честният отговор е: зависи. Но ето какво всъщност променя числото:
Като груба отправна точка, малките титаниеви прототипи често се движат от няколкостотин долара на част, намалявайки значително с увеличаването на количествата -, но единственият начин да получите реална цифра е да изпратите дизайна си за оферта.
Често задавани въпроси
Да, - титанът, особено сплавта Ti6Al4V, е един от най-широко използваните метали в адитивното производство, защото съчетава високо съотношение -към-тегло с отлична устойчивост на корозия и биосъвместимост, което го прави естествено подходящ както за медицински, така и за космически приложения.
Колко здрави са 3D отпечатаните титанови части в сравнение с машинно обработените?Когато се отпечатат и -обработят правилно (включително термична обработка-за облекчаване на напрежението), SLM-отпечатаните титанови части могат да постигнат механични свойства, сравними с тези на кован титан, въпреки че точната производителност зависи от параметрите на печат, ориентацията и качеството на последваща-обработка.
Какво е минималното количество за поръчка за титанов 3D печат на едро?Това варира в зависимост от доставчика, но много фабрики ще започнат с един прототип или малка пробна партида, преди да преминат към по-големи обеми на едро, така че можете да потвърдите дизайна, преди да се ангажирате с производствени количества.
Колко време отнема получаването на титаниев 3D отпечатан прототип от Китай?В зависимост от сложността на частта и изискванията за последваща{0}}обработка, един прототип често може да бъде готов в рамките на една до три седмици, което обикновено е много по-бързо от чакането на инструменти за традиционното производство.
Могат ли китайските фабрики за 3D печат на титан да отговарят на изискванията за медицинско или космическо сертифициране?Много установени фабрики работят по стандартите ISO 13485 (медицински) или AS9100 (космически) и могат да предоставят сертификати за материали и доклади от инспекции -, но това варира според доставчика, така че си струва да потвърдите сертификатите директно, преди да направите поръчка.
Готови ли сте да получите оферта?
Ако претегляте опциите за следващия си титанов проект - независимо дали е прототип на едно медицинско устройство или производствена серия от стотици части -, най-лесната следваща стъпка е проста: изпратете своя чертеж. Добрият производител ще ви каже честно дали 3D печатът е подходящ за вас, ще маркира всички промени в дизайна, които биха улеснили производството, и ще ви даде истинска оферта - без натиск, без задължение да продължите напред, ако не е правилното съвпадение.