Kokie yra metalinio 3D spausdinimo privalumai pritaikytuose surinkimo įrenginiuose?

1. Geometrinių ribų aplenkimas: gebėjimas be apribojimų projektuoti sudėtingas konstrukcijas
Atimties metodų apdirbimo kelias riboja tradicinį armatūros dizainą, todėl sunku sukurti sudėtingas funkcijas, pvz., vidinius srauto kanalus, biomimetines groteles ir plonasienes struktūras. Pavyzdžiui, tam tikra automobilių detales gaminanti įmonė bandė pagaminti tiksliam poliravimui skirtą įtaisą, kurio nelygus paviršius turėjo visiškai liesti akinių rėmo paviršių. Tačiau naudojant standartinį CNC apdirbimą, įrankiai negali patekti į visas jiems reikalingas vietas, todėl tvirtinimo paviršiuje apdirbimo klaida yra didesnė nei 0,3 mm. Dėl to pablogėja poliravimo kokybė.Metalo 3D spausdinimasgali greitai padaryti sudėtingas formas, kurių tradiciniais metodais nepavyktų lydyti sluoksnis po sluoksnio.
Pavyzdžiui, naudojant SLM (selektyvaus lazerio lydymosi) technologiją galima sukrauti 0,05 mm storio sluoksnius, todėl galima sukurti topologijos optimizavimo struktūras, tokias kaip vidiniai spiraliniai srauto kanalai ir mikroporinės matricos. Tam tikra elektroniką gaminanti įmonė naudoja 3D spausdinimą, kad pagamintų būtent jai tinkamus vakuuminius siurbtukus. Dėl vidinio labirinto srauto kanalo konstrukcijos dujos pasiskirsto tolygiai ir padidina adsorbcijos jėgą 40%. Tuo pačiu metu siurbtuko storis sumažinamas nuo įprastų 15 mm iki 8 mm, todėl roboto ranka yra daug mažiau sunki. Ši dizaino laisvė ne tik pagerina šviestuvo veikimą, bet ir atveria galimybes jį padaryti lengvesnį.
2. Pristatymo ciklo sutrumpinimas: greitai pereinama nuo dizaino iki galutinio gaminio
Sukurti armatūrą senamadišku-būdu atliekama penkiais veiksmais: „projektavimo programavimo apdorojimo surinkimo derinimas“. Ši procedūra trunka keletą savaičių. Kai pakavimo mašinų gamintojui reikia pakeisti gaminius iš savo gamybos linijos, senuoju būdu naujos įrangos gamyba užtrunka 14 dienų, o tai reiškia, kad produktų keitimas nėra labai efektyvus. Naudodami parinktį „Spausdinimas vienu spustelėjimu“, metalinis 3D spausdinimas iš karto paverčia dizaino failus į vientisus gabalus, be jokių papildomų procedūrų, tokių kaip programavimas ar įrankių paruošimas.
Vieną kartą tam tikra akinius gaminanti įmonė naudojo Platinum BLT{0}}S1500 poliravimo įtaisams spausdinti. Nuo CAD modelių importavimo iki galutinių prekių pristatymo prireikė tik trijų dienų. Tai buvo 78% greičiau nei įprasti metodai. Dar svarbiau, kad 3D spausdinimas leidžia greitai optimizuoti „dizaino spausdinimo bandymo iteraciją“ uždarame cikle. Gamindamas titano lydinio šviestuvus, tam tikras aviacijos dalių gamintojas panaudojo „Fusion 360“ programinę įrangą, kad pagerintų topologiją. Vos per tris dienas jie patyrė tris dizaino pakeitimų etapus, kurie sumažino šviestuvų svorį 35%, o juos saugu naudoti 10G vibracijos sąlygomis.
3. Geresnis medžiagų panaudojimas: pereiti nuo „medžiagų atliekų mažinimo“ prie „beveik tinklinio formavimo“
Gaminant sudėtingus armatūras, daugelis brangių metalinių medžiagų yra susmulkinamos kaip atliekos, todėl įprastų CNC apdirbimo medžiagų panaudojimo lygis paprastai yra mažesnis nei 45%. Pavyzdžiui, IN718 nikelio -pagrindo lydinio rinkos kaina siekia net 800 juanių už kilogramą, o vien medžiagos kaina 10 kilogramų armatūrai pagaminti naudojant tradicinius metodus siekia daugiau nei 40 000 juanių. O metalo 3D spausdinime naudojama „near nett forming“ technologija, o tai reiškia, kad sunaudojama daugiau nei 85 proc.
Naujos energetinių transporto priemonių akumuliatoriaus modulių gamybos linijos restauravimui panaudoti aliuminio lydinio aušinimo plokščių tvirtinimai, pagaminti pagal užsakymą naudojant 3D spausdinimo technologiją. Tobulinus atraminės konstrukcijos konstrukciją, sunaudotos medžiagos kiekis nuo 12 kg tradiciniais metodais sumažėjo iki 3,2 kg, o atskirų medžiagų savikaina sumažėjo 73%. Dar svarbiau, kad 3D spausdinimas leidžia integruoti įvairių medžiagų gamybą. Pavyzdžiui, galima tiesiogiai spausdinti vario lydinio šilumos išsklaidymo modulius ant plieninių tvirtinimo pagrindų. Dėl to konstrukcija tampa tvirtesnė ir geriau valdo šilumą. Sunku pagaminti šią kompozicinę medžiagą įprastais metodais.
4. Proceso pritaikomumas: nuo „vienos funkcijos“ iki „kelių scenų integravimo“
Montavimo įrenginiai turi būti naudojami įvairiose apdorojimo situacijose. Metalo 3D spausdinimas gali sukurti pasirinktinius tvirtinimo sprendimus, kurie veikia tam tikrose sąlygose, skirtingai derinant skirtingas medžiagas ir procesus.
Prisitaikymas prie aukštų temperatūrų: iš IN718 nikelio -pagrindo lydinio pagaminta variklio mentė gali išlaikyti savo formą esant aukštai 650 laipsnių temperatūrai, o tai yra orlaivių variklių karštojo galo komponentų bandymo kriterijai.
Atsparus korozijai-scenarijus: cheminės įrangos armatūra, pagaminta iš 316 l nerūdijančio plieno, turi tris kartus didesnį atsparumą chlorido korozijai dėl patobulintos grūdėtosios struktūros. Jų tarnavimo laikas dabar yra 2,5 karto ilgesnis nei įprastų metodų.
Tikslaus padėties nustatymo reikalavimai: įmonė, gaminanti puslaidininkinę įrangą, pradėjo naudoti mikro lazerinio 3D spausdinimo technologiją, kad gamintų plokštelių perkėlimo šviestuvus, kurių tikslumas yra ± 2 μm. Paviršiaus šiurkštumas Ra yra mažesnis arba lygus 0,8 μm, o tai yra pakankamai tinkama naudoti itin švariose dirbtuvėse.
Be to, 3D spausdinimo armatūra taip pat gali turėti jutiklių funkcijas. Vienas robotų gamintojas prie armatūros pridėjo 3D-atspausdintas deformacijos matuoklio montavimo angas ir stebėjo, kaip kinta suspaudimo jėga realiuoju laiku. Tai padidino surinkimo išeigą nuo 92% iki 99,5%.
5. Pramonės praktika: šuolis nuo laboratorijos iki didelio masto{1}}gamybos
Metalinis 3D spausdinimo įrenginys iš idėjos patikrinimo etapo perėjo prie didelio masto naudojimo. „Safran Group“ pagamino 3D-atspausdintą alyvos aušintuvo priedą LEAP varikliams aviacijos ir kosmoso versle. Ši konstrukcija imituoja gamtą ir padidina šilumos mainų paviršių 40%, o svorį sumažina 30%. Jis taip pat galėjo pagaminti 2000 vienetų per metus didžiuliu mastu naudojant EBM technologiją. „Apple“ panaudojo 3D spausdinimo technologiją, kad sukurtų unikalius titano lydinio telefonų rėmų tikrinimo įrenginius plataus vartojimo elektronikos rinkoje. Tai sumažino tikrinimo ciklą nuo 8 valandų vienai partijai iki 2 valandų vienai partijai, o tai padeda greitai pakeisti „iPhone“ serijos prekes.
Metalo 3D spausdinimo ir skaitmeninės dvynių technologijos derinys daro šviestuvų gamybą išmanesnę, o tai dar įdomiau. Įdėjus RFID lustus į 3D spausdinimo detales, Vokietijos šviestuvų gamintojas galėjo rinkti ir analizuoti duomenis realiuoju laiku. Kai naudojamas su mašininio mokymosi algoritmais, jis gali atspėti, kiek laiko tarnaus armatūra, ir automatiškai išsiųsti priminimus apie priežiūrą, taip sumažinant įrangos prastovos laiką 60%.