Kodėl pelėsių pramonė vis dažniau naudoja metalinį 3D spausdinimą?

1. Dizaino laisvė sugriauna tradicinės gamybos ribas.
Tradicinis formų kūrimas turi tam tikrų apribojimų, pavyzdžiui, kaip lengva pasiekti įrankius ir kiek stabilūs yra spaustukai. Be to, sudėtingos vidinės struktūros dažnai turi būti sujungtos iš kelių dalių, todėl jos tampa mažiau tikslios ir kainuoja daugiau. Naudojant sluoksnį po sluoksnio priedų, metalo 3D spausdinimas visiškai pašalina dizaino ribas:
Konformalių aušinimo kanalų naujovės: naudojant standartinius tiesias skylutes aušinimo kanalus įpurškimo formose, sunku užtikrinti tolygų aušinimą, todėl gaminys gali deformuotis iki 15–20 %. 3Dėl D spausdinimo upės gali būti netiesios, įskaitant spirales ir dendritus. Dėl to aušinimas 40 % efektyvesnis, o formavimo ciklas sutrumpėja nuo 30 % iki 50 %. Pavyzdžiui, kai Huawei telefonai perėjo prie topologijos{8}}optimizuoto rėmo formos kanalo dizaino, vienam komponentui pagaminti prireikė 75 sekundžių, o ne 120 sekundžių, o išeiga padidėjo nuo 89 % iki 98 %.
Lengvos konstrukcijos įgyvendinimas: sukūrus biomimetines struktūras, pvz., grotelių konstrukcijas ir plonasienes armavimo briaunas, formą galima padaryti 30–50 % lengvesnę neprarandant stiprumo. Palyginti su įprastomis kalimo formomis, specifinės titano lydinio formos, pagamintos orlaivių varikliams, yra 42% lengvesnės ir jų tempiamasis stipris yra 2000 MPa. Dėl to transportavimas ir montavimas yra daug pigesni.
Funkcinė integruota gamyba: 3D spausdinimas gali tiesiogiai pridėti jutiklius, šildymo komponentus, aušinimo sistemas ir kitus modulius prie formos korpuso, todėl sumažėja žingsnių, reikalingų daiktams sujungti, skaičius. Šendženo įmonė išrado išmanią temperatūros valdymo formą, kuri naudoja 3D-atspausdintus mikrokanalinius šildymo laidus, kad sureguliuotų temperatūrą ± 1 laipsnio tikslumu. Taip sutaupoma 65 % energijos, sunaudojamos esamais metodais.
2. Viso gyvavimo ciklo sąnaudų rekonstrukcija
Metalo 3D spausdinimas keičia liejimo verslo veikimo būdą, todėl jis tampa efektyvesnis ir ekonomiškesnis{1}}, naudojant medžiagas metodiškiau.
Didelis žingsnis į priekį, kaip naudoti medžiagas: tradicinės atimamosios gamybos medžiagų nuostolių lygis siekia 70–80%, tačiau 3D spausdinimas beveik nelieka atliekų. AVIC Maite titano lydinio miltelių cirkuliacijos technologija atgauna 99,2% miltelių ir 58% sumažina vienos formos medžiagų kainą.
Paprastesnis apdorojimo eiga: Pavyzdžiui, transporto priemonių buferių formų gamyba įprastu būdu trunka 23 veiksmus ir 12 mašinų, o procesas gali užtrukti iki 45 dienų. Naudojant 3D spausdinimą, reikia atlikti tik 3 veiksmus, ciklo laikas sutrumpėja iki 7 dienų, o įrangos kaina sumažėja 82%.
Formų naudojimo trukmės pailginimas: optimizavus terminio balansavimo konstrukciją, 3D spausdintų formų terminis nuovargis pailgėja 2–3 kartus. Remiantis tam tikros liejimo štampavimo įmonės duomenimis, naudojant aliuminio lydinio ratų stebulės formas su konforminiu aušinimu, tarnavimo laikas pailgėjo nuo 80 000 iki 220 000 kartų, o vieneto kaina sumažėjo 64 %.
3. Reagavimo greitis atkuria rinkos konkurencingumą.
Šiuo metu, kai žmonės nori individualizuotų produktų, o įmonės nuolat keičiasi, pelėsių gamybos greitis tapo pagrindiniu konkurencijos veiksniu:
3D spausdinimas gali sutrumpinti laiką, reikalingą formos prototipui pagaminti, nuo kelių savaičių iki kelių valandų. Tai vadinama dizaino patvirtinimo ciklo suspaudimu. „Xiaomi“ panaudojo „Liantai Technology“ „Muees“ serijos spausdintuvus, kad paspartintų sulankstomų ekrano vyrių formų kūrimą nuo 6 mėnesių iki 50 dienų, pasinaudodama rinkos teikiama galimybe.
Mažo masto gamybos-efektyvumas: jei liejimo forma pagaminama mažiau nei 5 000 vienetų per metus, 3D spausdinimas kainuoja 23–35 % mažiau nei kiti metodai. Naudodamas 3D spausdinimą, medicinos įrangos gamintojas sumažino pritaikomų ortopedinių implantų formų kainą nuo 12 000 juanių iki 4 800 juanių. Tai padės pritaikyti medicininę priežiūrą dažniau.
Dizaino kartojimas nemokamai: norint atlikti pakeitimus, iš naujo atidaryti liejimo formą kainuoja daug, tačiau naudojant 3D spausdinimą, norint gauti geriausią dizainą, tereikia pakeisti skaitmeninį modelį. Tris kartus buvo patobulinta Tesla Model Y durų forma, padidinus tempimo greitį nuo 82% iki 91%, nepadidinant gamybos proceso išlaidų.
4. Naujos medžiagos atveria naujas panaudojimo galimybes esamoms.
Naujoji metalo miltelių technika leidžia gaminti formas naujais būdais:
Naudojamos labai{0}}veiksmingos medžiagos: Xi'an Sailong PREP proceso titano lydinio milteliuose deguonies kiekis yra mažesnis nei 0,013 %, o sferiškumas – 98,5 %. Jis gali būti naudojamas tiesiogiai spausdinti aviacijos{4}}formas. Panaudojus šią medžiagą lėktuvo C919 degalų purkštuko formai, dabar jis gali atlaikyti iki 150 laipsnių Celsijaus aukštesnę temperatūrą ir tris kartus ilgiau nei standartiniai metodai.
Kaip naudoti gradientines medžiagas: naudojant kelių sluoksnių{0}}miltelių maišymo techniką, galima pagaminti funkcines gradiento formas. Tam tikro raketinio variklio traukos kameros formoje naudojama gradientinė struktūra, sudaryta iš „nikelio -pagrindo aukštos- temperatūros lydinio + didelio -laidumo vario- pagrindu“. Tai ne tik atitinka aukštus-atsparumo temperatūrai reikalavimus, bet ir efektyviai aušina variklį, todėl jis 28 % lengvesnis nei bendra lydinio schema.
Biosuderinamumo proveržis: 3D spausdinimas akytomis titano lydinio formomis medicinos pramonėje, kurio poringumas kontroliuojamas 60–80 %, o porų dydis – 300–500 μm, palaiko kaulų ląstelių dauginimąsi. Klinikiniai duomenys rodo, kad naudojant šią technologiją pagamintų tarpslankstelinių suliejimo prietaisų kaulų susiliejimo greitis išaugo nuo 75 % įprastiniais metodais iki daugiau nei 95 %.
5. Pramonės ekosistemos atkūrimo proceso metu
Metalo 3D spausdinimas keičia liejimo formų pramonę, nes ji tampa išmanesnė ir labiau orientuota į paslaugas:
„Digital Manufacturing Network“ yra spausdinimo iš debesies platforma, kurią kuria tokios įmonės kaip Yunyao Shenwei. Tai leidžia pasauliniams projektavimo duomenims ir regioninei gamybai dirbti kartu be jokių problemų. Ši technologija leido pasaulinei automobilių įmonei vienoje vietoje apdoroti pelėsių užsakymus iš 23 gamyklų visame pasaulyje. Tai sumažino siuntimo išlaidas 41%, o atsargų apyvartą padidino 2,7 karto.
Gamybos pagal poreikį Ši koncepcija „paskirstyta gamyba + centralizuotas tiekimas“ sumažina formų atsargų išlaidas 68% ir 5 kartus pagreitina atsako laiką.
Visas techninių standartų rinkinys: Nacionalinis priedų gamybos standartizacijos techninis komitetas paskelbė 47 pramonės standartus, apimančius tokias svarbias sritis, kaip miltelių veikimas, spausdinimo tikslumas ir spaudinių apdorojimas juos padarius. ES CE sertifikavimo agentūra pripažino AVIC Maite vadovaujamą „Metalinių 3D spausdinimo formų priėmimo specifikaciją“ kaip abipusio pripažinimo standartą visame pasaulyje.