Подходяща ли е металната форма за 3D печат за масово производство?

一 Малкосерийното производство е „комфортната зона“ на металния 3D печат.
1. Разходи за преструктуриране: промяна от „високи постоянни разходи“ към „оптимизиране на променливите разходи“
Създаването на форми по старомодния-начин струва много пари за разработване. Например, разходите за производство на матрица за автомобилна броня могат да достигнат до 150 000 юана. Дори когато цената се раздели на бройка, тя пак достига 8000 юана. Металният 3D печат използва производство без мухъл, което означава, че се използва повече от 90% от материала. Цената на една бройка пада до 4000 юана, а времето за производство е от 45 дни до 7 дни. Металният 3D печат е чудесен за изработка на малки партиди от 10 до 500 броя, особено за уникални стоки, валидиране на прототипи и фази на пробно производство.
2. Свобода на проектиране: Най-добрият начин за изграждане на сложни структури
Пътят на обработка на субтрактивната технология ограничава традиционното производство на форми и сложните структури обикновено се нуждаят от много процеси, за да работят заедно, което дори може да доведе до по-прости дизайни, тъй като не могат да бъдат обработени. Металният 3D печат заобикаля този проблем. Неговият метод за подреждане слой-по-слой може да създаде сложни характеристики, които други методи не могат, като конформни канали за охлаждаща вода, решетъчни структури и вътрешни канали за поток. Например, една компания, която произвежда домакински уреди, използва форми за 3D печат, за да направи кутии за климатици. Те също така използват спираловиден канал за охлаждаща вода, за да намалят времето за охлаждане от 20 секунди на 8 секунди. Това прави производството със 150% по-ефективно и намалява процента на скрап с 30%.
3. Бърза итерация: от „месечен цикъл“ до „седмичен отговор“
По време на етапа на разработване на продукта се случват много промени в дизайна и типичните промени на формата трябва да бъдат отворени отново, което струва много и отнема много време. Металният 3D печат прави възможно извършването на „оптимизиране на тестов печат на дизайн“ в затворен цикъл. Определен производител на автомобилни конектори измисли най-добрия дизайн след три кръга печат, което им спести две седмици в сравнение с други начини. Тази гъвкавост позволява на бизнеса бързо да се адаптира към промените на пазара и да намали разходите за изпробване на нещата.
2, Масово производство: нови технологии и повече сценарии
1. Революцията на ефективността: от „отпечатване на едно парче“ до „масово производство“
Металният 3D печат заобикаля проблемите с ефективността чрез използване на няколко лазера, ефективни системи за циркулация на прах и автоматизирани производствени линии. Например Huashu High Tech FS350M има 12 1-киловатови лазери, което прави печатането 20 пъти по-бързо, отколкото с един лазер. Три{6}}системата за циркулация на праха може да възстанови повече от 95% от разсипания прах, което намалява материалните разходи с 30%. Също така оборудването за печат TruPrint 1000 на зелен метал на Tongkuai използва лазер с дължина на вълната 515nm, който ускорява обработката на чиста мед с висока проводимост с 40% и намалява порьозността до по-малко от 0,5%. Това прави възможно производството на много части от медни сплави.
2. Качествен скок: от „проверка на прототип“ до „краен продукт“
Тъй като науката за материалите и контролът на процесите се подобриха, металните форми за 3D печат станаха повече като традиционните форми по отношение на това колко дълго издържат и колко добре работят. Например разцепеният конус на-форма за леене под налягане, направена с прахообразна-сплав на основата на никел, има твърдост от 48–50HRC и ударна якост от 22J след топлинна обработка. Той прави металургична връзка със субстрата и издържа два пъти по-дълго от оригиналната форма. В медицината 3D{10}}отпечатаните изкуствени стави от титанова сплав имат пореста повърхностна структура, която насърчава пролиферацията на костни клетки (с порьозност от 60%). Те също имат процент на преживяемост от 98% след операция, което е много по-високо от това на типичните стандартизирани стави (90%).
3. Иновация на сцената: от „замяна на традицията“ до „работа заедно по начин, който работи и за двамата“
Металният 3D печат не е предназначен да заеме мястото на традиционното производство на матрици; вместо това е предназначено да работи с него. В самолетостроенето 3D принтирането се използва за направата на сложни основни части като дюзи за гориво на двигателя и лопатки на турбината. Коването все още се използва за направата на прости-носещи части като рамки на фюзелаж. 3D печатът се използва в автомобилната индустрия за направата на пробни производствени форми и части по поръчка. За широко{7}}производство все още се използват щамповане и леене. Индустрията започва да се съгласява с идеята за „използване на 3D печат за сложни малки партиди и традиционно производство за прости големи партиди“.
3, Бъдещи тенденции: от „технологични пробиви“ до „екологично преструктуриране“
1. Свръх{1}}високо{2}}скоростен печат: от „почасово ниво“ до „минутно ниво“
Напредъкът в ултра{0}}лазерната технология с къси импулси и технологията за формоване на метал с наночастици (NPJ) направиха печата повече от десет пъти по-бърз от преди. Например, технологията NPJ може да фиксира канали на микрометрово ниво чрез пръскане на течност с медни наночастици и синтероване при ниска температура. Възстановената форма може да повиши добива на опаковане на чипове от 92% на 99,5% и да намали времето за престой на машината, причинено от течове на охлаждаща течност.
2. Композит от много-материали: от „едно изпълнение“ до „функционална интеграция“
Металният 3D печат може да промени производителността на ремонтния слой по градиентен начин чрез отпечатване на различни материали едновременно с множество дюзи. Например, отпечатването на стомана D2 с висока-твърдост в областта на острието на формата и стомана с висока{4}}твърдост H13 в областта на субстрата създава композитна конструкция с „външна твърдост и вътрешна издръжливост“. Това прави формата издържа повече от три пъти по-дълго. Освен това технологията за модифициране на повърхността на метаматериалите изгражда микро-нано структурирани покрития, които намаляват силата на освобождаване на формата с 40% и правят устойчивостта на износване три пъти по-добра от типичните методи за хромиране.
3. Интелигентно производство: преминаване от „ръчна работа“ към „цифров близнак“
Базираната на AI-система за оптимизация на процеси може автоматично да променя настройки като лазерна мощност и скорост на сканиране, за да регулира качеството на ремонтите в затворен цикъл. Конкретна компания направи платформа за оптимизиране на процеса на изкуствен интелект, която намали порьозността на ремонта на медна сплав от 1% на 0,1%, като разгледа 100 000 комплекта данни за печат. Освен това съкрати времето, необходимо за изграждане на процеса от 3 месеца на 1 седмица. Цифровата двойна технология ще даде възможност за виртуално отстраняване на грешки, дистанционно наблюдение и предсказуема поддръжка в бъдеще, улеснявайки еволюцията на металния 3D печат към интелигентно и адаптивно производство.