Οι αγοραστές κατασκευής συνεχίζουν να αντιμετωπίζουν τα ίδια προβλήματα με τα παραδοσιακά εργαλεία και τα προσαρμοσμένα μεταλλικά εξαρτήματα: πολύ-εβδομαδιαίοι ή πολύ-μηνιαίοι χρόνοι κατασκευής καλουπιών, υψηλό αρχικό κόστος που αποδίδει μόνο σε υψηλούς όγκους και την ακριβή πραγματικότητα ότι οποιαδήποτε αλλαγή σχεδιασμού σημαίνει ότι ξεκινά από την αρχή. Για εκτελέσεις χαμηλού-έως{4}}μέσου όγκου, εξαρτήματα και εξαρτήματα ή πολύπλοκα προσαρμοσμένα στοιχεία, αυτοί οι περιορισμοί επιβραδύνουν τα πάντα και αυξάνουν το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας.
Η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση έχει γίνει μια πρακτική διέξοδος-συντομεύει τα χρονοδιαγράμματα, μειώνει τη σπατάλη και ανοίγει γεωμετρίες που το συμβατικό CNC ή η χύτευση απλά δεν μπορούν να αποδώσουν αποτελεσματικά στο κόστος-.
Γιατί τα παραδοσιακά εργαλεία αγωνίζονται να συνεχίσουν
Οι συμβατικές διαδρομές-Η κατεργασία με CNC σκληρών εργαλείων, η επενδυτική χύτευση-ή διεργασίες που βασίζονται σε μήτρα-έχουν βαρύ μη-επαναλαμβανόμενο κόστος μηχανικής και μεγάλα χρονοδιαγράμματα. Τα σκληρά εργαλεία για καλούπια έγχυσης ή μήτρες σφράγισης συνήθως προσγειώνονται μεταξύ 10.000 $ και 75 $,000+, με χρόνους παράδοσης 4–12 εβδομάδες (μεγαλύτερος για πολύπλοκα εργαλεία πολλαπλών{11}}κοιλοτήτων). Τα εργαλεία από μαλακό αλουμίνιο βοηθούν λίγο, αλλά χρειάζονται εβδομάδες και φθείρονται πιο γρήγορα. Κάθε σχεδιαστική προσαρμογή ενεργοποιεί νέο προγραμματισμό, στερέωση ή επανεπεξεργασία καλουπιού. Οι διαδικασίες αφαίρεσης σπαταλούν επίσης το 20-50% του υλικού και πολύπλοκα εσωτερικά χαρακτηριστικά, όπως τα σύμμορφα κανάλια ψύξης, είναι δύσκολα ή αδύνατα χωρίς ρυθμίσεις πολλαπλών{17}}αξόνων και δευτερεύουσες λειτουργίες.
Αυτά τα σημεία πόνου πλήττονται περισσότερο από την παραγωγή χαμηλού-όγκου ή γεφυρών, την ταχεία δημιουργία πρωτοτύπων εξαρτημάτων και τα έργα όπου η γεωμετρία αλλάζει συνεχώς. Οι αγοραστές που αναζητούν εναλλακτικές λύσεις στρέφονται ολοένα και περισσότερο στη μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση, επειδή παρακάμπτει εντελώς τα φυσικά εργαλεία και μετατοπίζει τα οικονομικά προς την πολυπλοκότητα και την ταχύτητα αντί για τον καθαρό όγκο.
Τι λύνει η τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων στην προσαρμοσμένη κατασκευή
Η τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων (κυρίως διεργασίες σύντηξης κρεβατιού με σκόνη λέιζερ όπως DMLS/SLM) δημιουργεί εξαρτήματα στρώμα προς στρώμα από σκόνη μετάλλου. Χωρίς καλούπια. Χωρίς εκτεταμένη στερέωση. Πραγματική ελευθερία σχεδιασμού.
Ταχύτερη επανάληψη για εξαρτήματα, εξαρτήματα και ένθετα εργαλείων
Τα τυπωμένα εξαρτήματα, τα εξαρτήματα και τα ένθετα καλουπιού μπορούν να μεταβούν από το CAD στο τελικό μέρος σε ημέρες και όχι σε εβδομάδες. Τα ίδια κανάλια ψύξης σε έγχυση-ένθετα καλουπιού-σχεδόν αδύνατη με συμβατική διάτρηση-τους χρόνους κύκλου κοπής ρουτίνας 15–40%. Οι χρόνοι παράδοσης για ένθετα λειτουργικών εργαλείων συνήθως πέφτουν στο εύρος 1–2 εβδομάδων έναντι 4–{10}} εβδομάδων για τα συμβατικά ισοδύναμα. Οι μειώσεις βάρους κατά περίπου 40% σε σύγκριση με τα συμπαγή μηχανικά εργαλεία CNC- βελτιώνουν επίσης την εργονομία στο πάτωμα του καταστήματος.
Χαμηλότερο κόστος για παραγωγή χαμηλού-έως-μέσου όγκου
Με μηδενικό εργαλείο NRE, η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση είναι συχνά πιο οικονομική για ποσότητες από 1 έως περίπου 50–200 μέρη, ανάλογα με τη γεωμετρία και το υλικό. Σύνθετα εξαρτήματα από τιτάνιο ή εργαλεία{5}}χάλυβας που απαιτούν εκτεταμένη μηχανική κατεργασία και υψηλούς ρυθμούς σκραπ συχνά κοστίζουν λιγότερο μέσω διαδρομών πρόσθετων σε χαμηλούς όγκους. Η διαφορά-ζυγής έναντι του CNC συνήθως βρίσκεται κάπου στις δεκάδες έως χαμηλές εκατοντάδες μονάδες για πολύπλοκες γεωμετρίες. Τα απλά πρισματικά μέρη ευνοούν το CNC νωρίτερα.
Ελευθερία σχεδίασης για σύνθετες γεωμετρίες
Τα εσωτερικά πλέγματα, οι βελτιστοποιημένες δομές-τοπολογίας, τα ενοποιημένα συγκροτήματα και τα οργανικά σχήματα γίνονται πρακτικά. Αυτό έχει σημασία για ελαφριά εξαρτήματα, ομοιόμορφη ψύξη και εξαρτήματα που προηγουμένως χρειάζονταν πολλαπλά επεξεργασμένα εξαρτήματα και συναρμολόγηση. Ως εκ τούτου, η τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων για εργαλεία λειτουργεί τόσο ως γρήγορη επεξεργασία εργαλείων όσο και ως γέφυρα προς τη συμβατική παραγωγή μεγαλύτερου-όγκου.
Από τα εργαλεία στην ιατρική-Ακρίβεια βαθμού - όπου κατευθύνεται η τεχνολογία
Τα ίδια πλεονεκτήματα της διαδικασίας που βοηθούν τα βιομηχανικά εργαλεία να προχωρήσουν κατευθείαν σε ιατρικές εργασίες υψηλής-αξίας. Τα ιατρικά προϊόντα ακριβείας με μηχανική επεξεργασία CNC παραμένουν απαραίτητα για εξαρτήματα που χρειάζονται εξαιρετικά-ανοχές και συγκεκριμένα φινιρίσματα επιφανειών. Συγχρόνως,Ιατρικά εμφυτεύματα τρισδιάστατης εκτύπωσης κραμάτων τιτανίουαναπτύσσονται γρήγορα επειδή η παραγωγή προσθέτων μπορεί να δημιουργήσει συγκεκριμένες γεωμετρίες για τον ασθενή-και πορώδεις δομές που προάγουν την οστεοενσωμάτωση.
Κράματα τιτανίου και βιοσυμβατότητα
Το Ti-6Al-4V (και οι βαθμοί ELI) κυριαρχούν χάρη στην αποδεδειγμένη βιοσυμβατότητα, την αντοχή στη διάβρωση, την υψηλή αναλογία αντοχής-προς το βάρος και τις συμπαγείς μηχανικές ιδιότητες. Οι προσθετικές διεργασίες παράγουν αρχιτεκτονικές ελεγχόμενου πορώδους και δικτυωτού πλέγματος που ταιριάζουν καλύτερα με το μέτρο οστού, μειώνοντας την θωράκιση από την πίεση και βελτιώνοντας τη μακροπρόθεσμη στερέωση. Η κατασκευή πρόσθετων μετάλλων λαμβάνει ένα αυξανόμενο μερίδιο των εσόδων ιατρικών AM.
Γιατί η ακρίβεια έχει μεγαλύτερη σημασία στις ιατρικές εφαρμογές
Οι ιατρικές συσκευές απαιτούν αυστηρή ιχνηλασιμότητα υλικού, επικυρωμένες διαδικασίες και συχνά ουσιαστική μετα{0}}επεξεργασία-HIP, φινίρισμα επιφανειών και κατεργασία CNC κρίσιμων διεπαφών-για την τήρηση κανονιστικών και κλινικών προτύπων. Οι υβριδικές ροές εργασίας (εκτυπώστε το περίπλοκο πορώδες ή σχεδόν{4}}σχήμα διχτυού και, στη συνέχεια, τελειώστε κρίσιμες επιφάνειες μέσω CNC) συνδυάζουν τα δυνατά σημεία και των δύο τεχνολογιών.
Μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση έναντι κατεργασίας CNC - που ταιριάζει στο έργο σας
|
|---|
Η τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων έναντι της κατεργασίας CNC είναι σπάνια μια καθαρή επιλογή είτε/ή. Πολλά επιτυχημένα έργα χρησιμοποιούν πρόσθετο για τον πολύπλοκο πυρήνα και CNC για κρίσιμες διεπαφές, αποκτώντας ταυτόχρονα την ελευθερία σχεδιασμού και την απαιτούμενη ακρίβεια.
Μελέτη περίπτωσης Sunhingstones
Μελέτη περίπτωσης
Ένας βιομηχανικός πελάτης μεσαίου-όγκου χρειαζόταν προσαρμοσμένα ένθετα εργαλείων και μια οικογένεια εξαρτημάτων τιτανίου χαμηλού-όγκου για μια νέα σειρά προϊόντων. Οι παραδοσιακές προσφορές σκληρών εργαλείων ήρθαν στις 6-8 εβδομάδες και 18.000-35.000 $ ανά σετ, χωρίς σχεδόν κανένα χώρο για επανάληψη σχεδίων καναλιών ψύξης.
Μετάβαση σε αμεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωσηΗ υπηρεσία παρέδωσε λειτουργικά ένθετα σε λιγότερο από δύο εβδομάδες με περίπου 40–50% χαμηλότερο αρχικό κόστος. Οι βελτιώσεις σχεδιασμού έγιναν ψηφιακά με ελάχιστο αντίκτυπο στο πρόγραμμα. Τα ίδια τα φωτιστικά, που προηγουμένως αναφέρονταν ως εργασίες CNC πολλαπλών-αξόνων με μεγάλη σπατάλη υλικών, εκτυπώθηκαν και στη συνέχεια κατεργάστηκαν-. Ο χρόνος παράδοσης μειώθηκε περισσότερο από το μισό και το κόστος ανά-ανταλλακτικό μειώθηκε για την πιλοτική εκτέλεση κάτω των 100 μονάδων.
Τα αποτελέσματα περιελάμβαναν ταχύτερη εκκίνηση γραμμής, λιγότερους περιορισμούς-παγώματος σχεδιασμού και σαφή εξοικονόμηση πόρων τόσο σε εξαρτήματα εργαλείων όσο και σε πρώιμα εξαρτήματα παραγωγής. Η ανάρτηση-επεξεργασίας και η τελική επιθεώρηση προστέθηκαν ακόμη μερικές ημέρες, επομένως το συνολικό χρονοδιάγραμμα δεν ήταν στιγμιαίο-αλλά η καθαρή βελτίωση παρέμεινε ουσιαστική.
Πώς να επιλέξετε έναν αξιόπιστο κατασκευαστή μεταλλικών τρισδιάστατων εκτυπώσεων
Πιστοποιήσεις & Ποιοτικός Έλεγχος
Αναζητήστε το ISO 9001 ως βάση, συν το AS9100 για την αεροδιαστημική ή το ISO 13485 για την ιατρική. Τεκμηριωμένοι έλεγχοι διεργασιών γύρω από το χειρισμό σκόνης, την επικύρωση παραμέτρων κατασκευής και το θέμα NDT. Θερμική επεξεργασία μετά-επεξεργασίας -, φινίρισμα HIP, CNC, επιφανειακές επεξεργασίες - θα πρέπει να είναι-στο σπίτι ή να είναι καλά ενσωματωμένες.
Ιχνηλασιμότητα υλικού για ιατρικά εξαρτήματα-
Οι ιατρικές και ελεγχόμενες εφαρμογές χρειάζονται πλήρη ιχνηλασιμότητα σκονών, παραμέτρων διεργασίας και τελικών εξαρτημάτων. Ζητήστε πιστοποιητικά υλικού, δεδομένα μηχανικών δοκιμών από κουπόνια μαρτύρων και αποδεικτικά στοιχεία επικυρωμένων διαδικασιών.
Όταν αξιολογείτε έναν κατασκευαστή μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης ή μια προσαρμοσμένη υπηρεσία τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων, ζητήστε δείγματα ανταλλακτικών, αναθεωρήστε μελέτες περιπτώσεων στον κλάδο σας και επιβεβαιώστε την ικανότητα τόσο για πρωτότυπα όσο και για παραγωγή χαμηλού-έως{3}}μέσου όγκου. Ένα εργοστάσιο που προσφέρει επίσης συμπληρωματική κατεργασία CNC ακριβείας μπορεί να υποστηρίξει πιο αποτελεσματικά τις υβριδικές ροές εργασίας.
Συχνές Ερωτήσεις
Ε: Σε τι χρησιμοποιείται η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση στην κατασκευή εργαλείων;
Α: Κυρίως ταχεία ένθετα εργαλείων (ειδικά με ομοιόμορφη ψύξη), εξαρτήματα, εξαρτήματα και εργαλεία γέφυρας που επιταχύνουν την ανάπτυξη του προϊόντος και μειώνουν το κόστος επανάληψης.
Ε: Είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων φθηνότερη από την κατεργασία CNC για μικρές παρτίδες;
Α: Ναι, συχνά για σύνθετες γεωμετρίες σε ποσότητες περίπου 1–50 (μερικές φορές μεγαλύτερες). Τα απλά εξαρτήματα και οι μεγαλύτεροι όγκοι συνήθως ευνοούν το CNC.
Ε: Μπορεί η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση να παράγει εξαρτήματα από τιτάνιο ιατρικής-ποιότητας;
Α: Ναι. Το Ti-6Al-4V και τα σχετικά κράματα εκτυπώνονται συνήθως για εμφυτεύματα και όργανα, ακολουθούμενα συνήθως από φινίρισμα ακριβείας και πλήρη επικύρωση της διαδικασίας για την κάλυψη των κανονιστικών απαιτήσεων.
Ε: Πώς μπορώ να επιλέξω έναν αξιόπιστο κατασκευαστή μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης;
Α: Επικεντρωθείτε στις πιστοποιήσεις, την ιχνηλασιμότητα του υλικού, την αποδεδειγμένη εμπειρία στην αίτησή σας (εργαλειοθήκη ή ιατρική), την ενσωματωμένη επεξεργασία-ανάρτησης και τη διαφανή προσφορά με ρεαλιστικούς χρόνους παράδοσης.
Ε: Είναι η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση-αποτελεσματική για χαμηλό όγκο;
Α: Για πολύπλοκα ή εξαιρετικά προσαρμοσμένα μεταλλικά εξαρτήματα, ναι-ειδικά όταν τα παραδοσιακά κόστη εργαλείων και οι μεγάλοι χρόνοι παράδοσης θα ήταν διαφορετικά
Προχωρήστε πιο γρήγορα στο επόμενο έργο σας
Σταματήστε να περιμένετε εβδομάδες για εργαλεία που μπορεί να χρειάζονται αναθεώρηση τη στιγμή που αλλάζει ο σχεδιασμός. Είτε χρειάζεστε μεταλλικές 3D εκτυπωμένες σειρές και εξαρτήματα, ένθετα γρήγορων εργαλείων ή εξαρτήματα τιτανίου ακριβείας, μιλήστε με μια ομάδα μηχανικών που μπορεί να εξετάσει τις ανάγκες γεωμετρίας, όγκου και απόδοσης και να σας προτείνει την πιο αποτελεσματική διαδρομή-καθαρό πρόσθετο, υβριδικό ή συμβατικό. Απευθυνθείτε σε ένα ικανό μεταλλικό εργοστάσιο τρισδιάστατης εκτύπωσης ή προσαρμοσμένη υπηρεσία τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων σήμερα. Λάβετε μια πρακτική σύσταση που υποστηρίζεται από πραγματικά δεδομένα διαδικασίας και ξεκινήστε να προχωράτε πιο γρήγορα.