Stane sa kovová 3D tlač hlavným procesom výroby foriem?

1. Technologický prielom: prechod od „overenia prototypu“ k „výrobe na terminály“
Technológia kovovej 3D tlače prešla dlhú cestu, odkedy sa začala používať hlavne na kontrolu prototypov. Teraz môže vyrábať koncovky priamo. Technológia tavenia v laserovom lôžku (LPBF) môže vytvárať komplikované štruktúry, ktoré sa ťažko vyrábajú existujúcimi metódami, ako sú konformné kanály chladiacej vody a vnútorné výstužné rebrá, ukladaním kovových práškov na seba. Tieto štruktúry sú veľmi užitočné na výrobu foriem. Napríklad konformný okruh chladiacej vody môže výrazne skrátiť cyklus vstrekovania a zlepšiť produkt; vnútorné výstužné rebrá môžu urobiť formu pevnejšou a vydrží dlhšie.

Kovová 3D tlač sa úspešne používa v leteckom priemysle na výrobu dôležitých častí, ako sú lopatky turbín a palivové dýzy motorov. Výroba určitého druhu palivovej dýzy motora staro-módnym spôsobom si vyžaduje zostavenie desiatok častí. Pomocou technológie 3D tlače je však vyrobený do jedinej komplikovanejšej štruktúry. Vďaka tomu je nielen ľahší a odolnejší, ale aj skracuje výrobný cyklus z mesiacov na týždne. Táto paradigma „výroby riadenej dizajnom“ mení spôsob, akým si spoločnosti v oblasti výroby špičkových{7}}zariadení navzájom konkurujú.

2. Nákladová-efektívnosť: prechod od „veľkého-prieskumovania nákladov“ k „veľkému-aplikácii“
Efektívnosť nákladov-kovovej 3D tlače z nej urobí bežnú prax. Výroba foriem starým-spôsobom zahŕňa množstvo fáz, ako je rezanie, obrábanie elektrickým výbojom a rezanie drôtom. To znamená použitie množstva rôznych strojov a krokov, čo robí proces veľmi drahým. Kovová 3D tlač spája všetky kroky pri výrobe čohokoľvek do jedného predmetu. To zjednodušuje proces a znižuje potrebu pracovníkov a zariadení v stredných spojoch.

Napríklad na výrobu formy pre určitú automobilovú súčiastku bolo potrebných 5 sád zariadení, 3 operátori a 72 hodín času spracovania, čo stálo 12 000 juanov. Teraz s kovovou 3D tlačou stačí jedno zariadenie, jeden operátor a 24 hodín tlače a náklady klesli na 4 000 juanov, čo je pokles o 67 %. Tiež kovová 3D tlač využíva viac ako 95 % materiálu a akýkoľvek kovový prášok, ktorý sa nepoužije, môže byť recyklovaný, čo ešte viac znižuje ceny materiálu.

Počiatočné náklady na zariadenie na kovovú 3D tlač sú vysoké a rýchlosť tlače je stále pomalšia ako pri tradičnom vstrekovaní. Ak sa však technológia bude neustále zlepšovať a viac ľudí ju začne používať v širokom meradle, náklady na vybavenie budú pravdepodobne naďalej klesať a efektivita tlače bude pravdepodobne neustále stúpať. Napríklad metóda striekania lepidla sa musí po použití odmastiť a spekať, ale tlačí 50 až 100-krát rýchlejšie ako LPBF a predpokladá sa, že bude veľmi užitočná pre-výrobu vo veľkom meradle.

3. Scenár aplikácie: prechod od „špičkového{1}}prispôsobenia“ k „sériovej výrobe“
Kovová 3D tlač pomaly prechádza od špičkového prispôsobenia-k hromadnej výrobe foriem. Kovová 3D tlač sa stala hlavným spôsobom výroby zložitých konštrukčných dielov a základných dielov v oblastiach, ako je letectvo a obrana. Kovová 3D tlač sa postupne dostala do niekoľkých fáz výroby foriem v odvetviach, ako je výroba automobilov a spotrebnej elektroniky. Je to preto, že sa dokáže rýchlo prispôsobiť zmenám dizajnu a vyrábať malé série personalizovaných produktov.

Napríklad v sektore spotrebnej elektroniky, keď sa rýchlosť opakovania produktov zvýšila, formy museli byť flexibilnejšie a pohotovejšie. Technológia kovovej 3D tlače dokáže rýchlo premeniť dizajnové modely na skutočné formy a proces upínania trvá menej času, vďaka čomu je cyklus výroby formy oveľa kratší. Kovová 3D tlač môže znížiť náklady na výrobný cyklus a zefektívniť výrobu pri výrobe malých sérií rôznych typov vstrekovaných výrobkov.

Kovová 3D tlač tiež ukázala veľa prísľubov na opravu a renováciu foriem. Použitím metód, ako je usmerňovaná energetická depozícia (DED),-opotrebované časti formy možno rýchlo opraviť a znovu vyrobiť, čo predlžuje životnosť foriem a znižuje výrobné náklady.

4. Spolupráca priemyselného reťazca: Prechod od „Single Point Breakthrough“ k „Ekologickej výstavbe“
Kovová 3D tlač musí byť hlavným spôsobom výroby foriem a je potrebné vytvoriť celý ekosystém priemyselného reťazca. To znamená, že dodávatelia materiálov, strední výrobcovia zariadení a následní poskytovatelia aplikačných služieb musia úzko spolupracovať. Znamená to tiež, že je potrebné vybudovať štandardizačné systémy a rozvíjať talenty.

Pokiaľ ide o materiály, vysokovýkonné-kovové prášky sú veľmi dôležité pre výskum a použitie. Pomocou nových technológií výroby atomizačného prášku domáce spoločnosti úspešne vyrobili prášky titánových zliatin -pre letectvo s obsahom kyslíka pod určitou úrovňou. Mechanické vlastnosti týchto práškov zodpovedajú špecifikáciám pre kované diely. Nárast používania ekologických-materiálov tiež pomáha zmeniť ekologickú výrobu. Napríklad kyselina polymliečna (PLA) a iné biologicky odbúrateľné materiály na biologickej báze si rýchlo získavajú na popularite u spotrebiteľov.

Pokiaľ ide o zariadenia, trh s priemyselnými-zariadeniami na 3D tlač na kovy má štruktúru „dvojkoľajovej súťaže“. Domáce spoločnosti urobili diferencované substitúcie vo vojenskom a novom energetickom priemysle výrobou veľkých zariadení a znížením nákladov. Spoločnosť postavila veľmi obrovskú kovovú 3D tlačiareň, ktorá úspešne vytlačila celý rám určitého typu zásobníka raketového paliva. To ukazuje, že Čína je najlepšia na svete vo výrobe veľkých konštrukčných komponentov.

Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO) stanovila normy pre technológie aditívnej výroby, ktoré pokrývajú dôležité oblasti vrátane testovania materiálov, kalibračných zariadení a zabezpečenia vysokej kvality. Domáce priemyselné skupiny mali na starosti aj vývoj skupinových štandardov pre dentálnu 3D tlač, čo pomohlo udržať poriadok na trhu a pomohlo firme rásť zdravým spôsobom.