Ar pakanka metalinių 3D spausdinimo formoms skirtų medžiagų?

一, pasiūlos pusė: technologija suteikia daugiau pajėgumų ir platesnį gaminių asortimentą.
1. Sparčiai auga gamybiniai pajėgumai, rinką užima didžiausios įmonės.
Pasaulinėje rinkoje itin sparčiai auga metalinių 3D spausdinimo formoms skirtų medžiagų gamybos pajėgumai. Pavyzdžiui, Kinijos verslo lyderis Jiangsu Weilari planuoja iki 2025 m. pagaminti daugiau nei 1000 tonų plieno miltelių ir užims 70 % rinkos. Atidarius siūlomą antrojo etapo įrenginį, per metus bus galima pagaminti 4000 tonų prekių. Taikydamos modelį „įranga+medžiagos+paslaugos“, didžiosios šalies įmonės, pvz., „Bolite“ ir „Huashu High Tech“, padidino pajamų iš pačių sukurtų medžiagų procentą nuo 15 % 2022 m. iki 32 % 2024 m., sukurdamos didelį tiekimo pajėgumą. Tarptautinėje rinkoje tokios įmonės kaip EOS ir SLM Solutions dominuoja aukščiausios klasės{17}srityse, pvz., aviacijos ir sveikatos priežiūros srityse, kurdamos savo technologijas ir prekės ženklą, o vietinės įmonės greitai patenka į pramonės rinką, nes jos yra ekonomiškos. Taip sukuriamas „aukštos{20}monopolijos ir vidutinės bei žemos klasės konkurencijos modelis“.
2. Nuolat pridedama naujų medžiagų, kad būtų patenkinti skirtingi poreikiai
Formų gamybai medžiagos turi atitikti aukštus kietumo, kietumo, šilumos laidumo ir atsparumo korozijai standartus. Šiuo metu metalinės 3D spausdinimo formoms skirtos medžiagos sukūrė gaminių sistemą, kurios centre yra formų plienas. Ši sistema apima daugybę medžiagų tipų, pvz., aukštos temperatūros lydinių, aliuminio lydinių, titano lydinių ir kt.
Formos plienas: 18Ni300, H13 ir kitos rūšys gali pagaminti dalis, kurios yra daugiau nei 99% tankios ir tarnauja daugiau nei dvigubai ilgiau nei įprastos formos, kontroliuojant sferiškumą ir deguonies kiekį. Pavyzdžiui, Weilari 18Ni300 miltelių partijos stabilumo kontrolės metodas užtikrina, kad spausdinimo našumas nepasikeistų daugiau nei ± 2%, o tai yra tai, ko reikia tikslioms formoms.
Aukštos temperatūros lydiniai, pvz., GH4169 ir GH3625, įveikė tokias technines problemas kaip lantano deginimas ir mangano išgarinimas, nes pakeičia jų sudėtį ir optimizavo procesus. Tai lėmė nuolatinį kosminių variklių dalių tiekimą.
Aliuminio lydinys: nanokeramika ir anodavimas padarė naujas medžiagas, tokias kaip ZY6061 ir AlSi10Mg, tvirtesnes, todėl jų šilumos laidumas padidėjo 30%. Jie puikiai tinka lengviems dalykams, pavyzdžiui, batų formoms ir technologinei įrangai.
Žmonės titano lydinius, tokius kaip TC4 ir TA15, dažnai naudoja medicininėse formose ir individualiuose implantuose, nes jie yra labai stiprūs ir saugūs kūnui.
3. Naujos technologijos sumažina medžiagų kainą ir daro tiekimo grandinę efektyvesnę.
Didelė medžiagų kaina yra pagrindinė priežastis, kodėl metalinis 3D spausdinimas nėra naudojamas plačiau. Metalo miltelių formoms kaina per pastaruosius kelerius metus labai sumažėjo dėl patobulintų purškimo miltelių gamybos proceso, naujų miltelių atgavimo technologijų ir masto ekonomijos. Pavyzdžiui, Valari sumažino 316 l nerūdijančio plieno miltelių kainą nuo 800 juanių/kg iki 400 juanių/kg, naudodamas „vakuuminio purškimo miltelių gamybos + viso proceso atsekamumo“ technologiją. Vandenilio redukcijos procedūra taip pat sumažino deguonies koncentraciją nuo 0,08% iki 0,03%, todėl milteliai geriau tekėjo ir pasiskirsto tolygiau. Be to, miltelių perdirbimo technologijos branda padidino regeneravimo rodiklį iki 95%, o tai dar labiau sumažina žaliavų naudojimo sąnaudas.
2, paklausos pusė: daugiau naudojimo atvejų ir didesnis rinkos dydis
1. Pelėsių gamybos poreikis vis dar auga.
Metalo 3D spausdinimo technologija formų gamyboje naudojama ne tik prototipams gaminti; jis taip pat naudojamas vektoriams gaminti. Statistika rodo, kad iki 2025 m. 25 % metalo medžiagų, naudojamų liejiniams gaminti visame pasaulyje, bus atspausdintos 3D formatu. Tikėtina, kad iki 2030 m. šis skaičius išaugs iki 40 proc. Pagrindiniai jo pranašumai yra parodyti:
Lankstus aušinimo kanalas: pagerinus aušinimo kelio dizainą, liejimo liejimo ciklo laikas sutrumpėja 30–50%, todėl gamyba tampa efektyvesnė. Pavyzdžiui, „GF Processing Solutions“ hibridinių dalių gamybos sistemoje naudojamos atimties ir sudėjimo technologijos, leidžiančios greitai pakartoti aukšto -slėgio štampavimo-liejimo formas.
Lengva konstrukcija: naudojant tokias medžiagas kaip aliuminio lydinys ir titano lydinys, formos svoris sumažinamas 40–60%, todėl jis idealiai tinka situacijose, kai svoris turi būti sumažintas iki minimumo, pvz., naujų energetinių transporto priemonių akumuliatoriai ir aviaciniai varikliai.
Integruotas sudėtingų konstrukcijų liejimas: viršykite standartinių apdorojimo metodų ribas, kad formų įdėklus, slankiklius ir kitas dalis būtų galima spausdinti tiesiogiai, sumažinant surinkimo problemų ir sandarinimo gedimų tikimybę.
2. Įvairių pramonės šakų paklausa skatina medžiagų pasiūlą
Metalinės 3D spausdinimo medžiagos naudojamos daugelyje sričių, įskaitant aviaciją, automobilių pramonę, mediciną ir kt. Tai padidina galimą paklausą:
Iki 2025 m. 15 % visų lėktuvų turės 3D spausdintas metalines dalis, o iki 2030 m. šis skaičius išaugs iki 30 %. Taip padidės medžiagų, tokių kaip aukštos temperatūros-lydiniai ir titano lydiniai, poreikis.
Automobilių gamyba: kadangi naujos energetinės transporto priemonės tampa lengvesnės, 3D spausdintų metalinių dalių naudojimas svarbiose dalyse, pvz., varikliuose ir važiuoklėje, spartėja. Prognozuojama, kad iki 2030 m. daugiau nei 5 milijonai automobilių visame pasaulyje turės 3D spausdintas metalines dalis.
Medicininė įranga: auga individualių implantų, chirurginių vadovų ir kitų reikmenų poreikis. Iki 2025 m. 20 % medicinos įrangos visame pasaulyje bus pagaminta iš 3D spausdinto metalo, o iki 2030 m. šis skaičius išaugs iki 35 %.
3. Pasiūlos ir paklausos balansavimas: bendras technologijos, ekologijos ir politikos poveikis
1. Technologinė iteracija padeda tiksliai suderinti pasiūlą ir paklausą.
Dirbtinis intelektas, daiktų internetas ir debesų kompiuterija susijungė, kad sukurtų išmanias ir personalizuotas metalines 3D spausdinimo medžiagas. Pavyzdžiui, Huashu High Tech Intelligent Process Library sujungia daugiau nei 100 000 medžiagų parametrų rinkinių ir leidžia sukurti geriausius spausdinimo sprendimus vienu paspaudimu. Platinum IoT platforma gali įspėti apie įrangos problemas ir jas diagnozuoti per atstumą, o paslaugų pajamų procentas išaugo iki 30%. Be to, naudojant generatyvųjį AI keičiamas „dizaino spausdinimo po{7}apdorojimo“ procesas, naudojant modeliavimo optimizavimą, siekiant sumažinti medžiagų švaistymą ir padidinti tiekimo procesą.
2. Darbas kartu kuriant tiekimo ekosistemą pramonės grandinėje
Formoms reikia turėti daug metalinių 3D spausdinimo medžiagų. Tai priklauso nuo tvirto bendradarbiavimo tarp pramonės grandinės tiekėjų ir paskesnių dalių. Žaliavų tiekėjai naudoja naujas technologijas, kad milteliai būtų geresni ir stabilesni. „Midstream“ įrangos gamintojai ir paslaugų teikėjai siūlo „įranga+medžiagos+procesai“ sprendimus. Tolesnės programos įmonės naudoja grįžtamąjį ryšį, kad pagerintų medžiagų veikimą. Pavyzdžiui, Weilari užmezgė ilgalaikes{8}} partnerystes su universitetais, tokiais kaip Šanchajaus Jiao Tong universitetas ir Harbino technologijos institutas. Jie iš viso turi 96 patvirtintus patentus ir 14 nacionalinių standartų, kurie sudaro bendradarbiavimo inovacijų sistemą, vadinamą „pramonės universiteto mokslinių tyrimų programa“.
3. Standartų nustatymas ir vyriausybės pagalbos gavimas, siekiant užtikrinti tiekėjo kokybę
Viso pasaulio vyriausybės ir įmonės dirba kartu, kad metalinės 3D spausdinimo medžiagos būtų labiau standartizuotos. Prognozuojama, kad iki 2030 m. Kinija bus atsakinga už daugiau nei pusės visų pasaulinių standartų kūrimą. Šie standartai apims tokius dalykus kaip įrangos veikimas, medžiagų testavimas ir procesų apibūdinimas. „Žaliosios gamybos“ teisės aktai tokiose vietose kaip Europos Sąjunga ir JAV taip pat skatina mažiau energijos naudojančių ir mažiau teršalų išskiriančių medžiagų mokslinius tyrimus ir plėtrą. Tai padeda pramonei judėti link tvarumo.