Prečo priemysel foriem čoraz viac využíva kovovú 3D tlač?

1. Sloboda dizajnu búra hranice tradičnej výroby.
Tradičná výroba foriem má určité limity, napríklad, aké ľahké je dostať sa k nástrojom a ako stabilné sú svorky. Zložité vnútorné štruktúry je tiež často potrebné poskladať z viacerých častí, čo spôsobuje, že sú menej presné a stoja viac. Vďaka aditívnej výrobe vrstva po vrstve kovová 3D tlač úplne odstraňuje limity dizajnu:
Inovácia konformných chladiacich kanálov: Je ťažké dosiahnuť rovnomerné chladenie pomocou štandardných chladiacich kanálov s priamymi otvormi vo vstrekovacích formách, čo môže spôsobiť deformáciu produktu až o 15 % až 20 %. 3D tlač môže spôsobiť, že rieky nie sú rovné, vrátane špirál a dendritov. Vďaka tomu je chladenie o 40 % účinnejšie a cyklus formovania sa skracuje o 30 % až 50 %. Napríklad, keď telefóny Huawei prešli na topológiu-optimalizovaný dizajn kanálov pre formu rámu, výroba jedného komponentu trvala 75 sekúnd namiesto 120 sekúnd a miera výnosu sa zvýšila z 89 % na 98 %.
Implementácia ľahkej konštrukcie: Vytvorením biomimetických štruktúr, ako sú mriežkové štruktúry a tenko{0}}stenné výstužné rebrá, možno formu odľahčiť o 30 % až 50 % bez straty pevnosti. V porovnaní s typickými kovacími formami sú špeciálne formy z titánovej zliatiny vyrobené pre letecké motory o 42 % ľahšie a majú pevnosť v ťahu 2000 MPa. Vďaka tomu je doprava a inštalácia oveľa lacnejšia.
Funkčná integrovaná výroba: 3D tlač môže priamo pridať senzory, vykurovacie komponenty, chladiace systémy a ďalšie moduly do tela formy, čo znižuje počet krokov potrebných na zostavenie vecí. Podnik v Shenzhene vynašiel inteligentnú formu na reguláciu teploty, ktorá využíva 3D-vytlačené mikrokanálové vykurovacie drôty na úpravu teploty s presnosťou ± 1 stupeň . Tým sa ušetrí 65 % energie spotrebovanej existujúcimi metódami.
2. Náklady na rekonštrukciu celého životného cyklu
Kovová 3D tlač mení spôsob, akým funguje podnikanie s formami, robí ho efektívnejším a nákladovo-efektívnejším používaním materiálov metodickejším spôsobom.
Veľký krok vpred v tom, ako sa používajú materiály: Miera straty materiálu pri tradičnej subtrakčnej výrobe je až 70 % až 80 %, ale 3D tlač nemá takmer žiadny odpad. Technológia cirkulácie prášku z titánovej zliatiny AVIC Maite regeneruje 99,2 % prášku a znižuje náklady na materiály pre jednu formu o 58 %.
Jednoduchší tok spracovania: Napríklad výroba foriem na nárazníky vozidiel konvenčným spôsobom vyžaduje 23 krokov a 12 strojov a proces môže trvať až 45 dní. Pri 3D tlači stačí 3 kroky, čas cyklu sa skráti na 7 dní a náklady na vybavenie sa znížia o 82 %.
Predĺženie životnosti foriem: Optimalizáciou konštrukcie tepelného vyváženia sa životnosť tepelnej únavy 3D tlačených foriem zvyšuje 2 až 3-krát. Podľa údajov istej spoločnosti na tlakové liatie{4}} sa použitím foriem na náboje kolies z hliníkovej zliatiny s konformným chladením predĺžila životnosť z 80 000 na 220 000-krát a náklady na kus sa znížili o 64 %.
3. Rýchlosť odozvy obnovuje konkurencieschopnosť trhu.
V čase, keď ľudia chcú personalizované produkty a spoločnosti sa neustále menia, sa rýchlosť výroby foriem stala kľúčovým konkurenčným faktorom:
3D tlač môže skrátiť čas potrebný na výrobu prototypu formy z týždňov na hodiny. Toto sa nazýva kompresia cyklu overenia návrhu. Spoločnosť Xiaomi použila tlačiarne série Muees od Liantai Technology na urýchlenie vývoja foriem pre sklápacie závesy obrazovky zo 6 mesiacov na 50 dní, pričom využila príležitosť na trhu.
Efektívnosť nákladov-malej{1}}výroby: Ak forma vyrába menej ako 5 000 kusov ročne, 3D tlač stojí o 23 % až 35 % menej ako iné metódy. Prostredníctvom 3D tlače znížil výrobca zdravotníckych zariadení cenu prispôsobiteľných foriem ortopedických implantátov z 12 000 juanov na 4 800 juanov. Pomôže to urobiť prispôsobenú lekársku starostlivosť bežnejšou.
Iterácia dizajnu bez nákladov: Opätovné otvorenie formy na vykonanie zmien stojí veľa, ale pri 3D tlači stačí zmeniť digitálny model, aby ste získali najlepší dizajn. Forma dverí Tesla Model Y bola trikrát vylepšená, čím sa zvýšila rýchlosť ťahania z 82 % na 91 % bez pridania akýchkoľvek nákladov do výrobného procesu.
4. Nové materiály otvárajú nové možnosti využitia pre existujúce.
Nová technika kovového prášku umožňuje vyrábať formy novými spôsobmi:
Použitie vysokovýkonných materiálov: Prášok titánovej zliatiny pre proces PREP od spoločnosti Xi'an Sailong má obsah kyslíka nižší ako 0,013 % a sférickosť 98,5 %. Dá sa použiť na priamu tlač foriem-leteckých tried. Po použití tohto materiálu na formu palivovej dýzy lietadla C919 teraz vydrží teploty až o 150 stupňov Celzia vyššie a vydrží trikrát dlhšie ako štandardné metódy.
Ako používať gradientné materiály: Pomocou viacvrstvovej techniky miešania prášku je možné vyrobiť funkčné gradientové formy. Forma náporovej komory istého raketového motora využíva gradientnú štruktúru na báze „niklovej-vysokoteplotnej-zliatiny + vysoko-vodivosti medi-. To nielenže spĺňa požiadavky na odolnosť voči vysokým-teplotám, ale tiež efektívne chladí motor, vďaka čomu je o 28 % ľahší ako celková zliatina.
Prelom v biokompatibilite: 3D tlač foriem z poréznych titánových zliatin v medicínskom priemysle, s pórovitosťou riadenou na 60% -80% a veľkosťou pórov 300-500 μm, podporujúca proliferáciu kostných buniek. Klinické údaje naznačujú, že rýchlosť fúzie kostí medzistavcových fúznych pomôcok vyrobených touto technológiou sa zvýšila zo 75 % pri konvenčných metódach na viac ako 95 %.
5. Počas procesu obnovy priemyselného ekosystému
Kovová 3D tlač mení odvetvie foriem tým, že je inteligentnejšie a viac orientované na služby:{1}}
Digital Manufacturing Network je cloudová tlačová platforma vytvorená spoločnosťami ako Yunyao Shenwei. Umožňuje bezproblémovú spoluprácu globálnych konštrukčných údajov a regionálnej výroby. Táto technológia umožnila globálnej automobilovej firme spracovať objednávky foriem z 23 závodov po celom svete na jednom mieste. Tým sa znížili náklady na dopravu o 41 % a obrat zásob sa zvýšil 2,7-krát.
Výrobný režim-na požiadanie: Willariho továreň na zdieľanie kovového prášku má 200 3tlačiarne D, ktoré dokážu vyrobiť malé a stredne veľké formy- za menej ako 72 hodín. Tento koncept „distribuovanej výroby + centralizovaného zásobovania“ znižuje náklady na zásoby foriem o 68 % a 5-krát zrýchľuje čas odozvy.
Úplný súbor technických noriem: Národný technický výbor pre štandardizáciu aditívnej výroby zverejnil 47 priemyselných noriem, ktoré pokrývajú dôležité oblasti, ako je to, ako dobre fungujú prášky, aká presná je tlač a ako spracovať výtlačky po ich vytvorení. Certifikačná agentúra EU CE prijala „Špecifikáciu prijatia kovových 3D tlačových foriem“ vedenú spoločnosťou AVIC Maite ako štandard pre vzájomné uznávanie na celom svete.