Γιατί η βιομηχανία καλουπιών υιοθετεί ολοένα και περισσότερο την μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση;

1. Η σχεδιαστική ελευθερία καταρρίπτει τα όρια της παραδοσιακής κατασκευής.
Η παραδοσιακή κατασκευή καλουπιών έχει κάποια όρια, όπως πόσο εύκολο είναι να φτάσετε στα εργαλεία και πόσο σταθεροί είναι οι σφιγκτήρες. Επίσης, οι περίπλοκες εσωτερικές δομές συχνά πρέπει να συναρμολογούνται από πολλά μέρη, γεγονός που τις καθιστά λιγότερο ακριβείς και κοστίζει περισσότερο. Με την κατασκευή πρόσθετων στρώσης προς στρώμα, η τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων καταργεί εντελώς τα όρια σχεδιασμού:
Καινοτομία ομοιόμορφων καναλιών ψύξης: Είναι δύσκολο να επιτευχθεί ομοιόμορφη ψύξη χρησιμοποιώντας τυπικά κανάλια ψύξης ευθείας οπής σε καλούπια έγχυσης, τα οποία μπορούν να προκαλέσουν ποσοστά παραμόρφωσης του προϊόντος έως και 15% έως 20%. 3Η εκτύπωση D μπορεί να δημιουργήσει ποτάμια που δεν είναι ίσια, συμπεριλαμβανομένων των σπειρών και των δενδριτών. Αυτό κάνει την ψύξη 40% πιο αποτελεσματική και μειώνει τον κύκλο χύτευσης κατά 30% έως 50%. Για παράδειγμα, όταν τα τηλέφωνα Huawei άλλαξαν σε τοπολογικό-βελτιστοποιημένο σχεδιασμό καναλιού για το καλούπι πλαισίου, χρειάστηκαν 75 δευτερόλεπτα αντί για 120 δευτερόλεπτα για να κατασκευαστεί ένα στοιχείο και το ποσοστό απόδοσης αυξήθηκε από 89% σε 98%.
Εφαρμογή ελαφριάς δομής: Κατασκευάζοντας βιομιμητικές δομές όπως δομές πλέγματος και νευρώσεις ενίσχυσης με λεπτά τοιχώματα, το καλούπι μπορεί να γίνει 30% έως 50% ελαφρύτερο χωρίς απώλεια αντοχής. Σε σύγκριση με τα τυπικά καλούπια σφυρηλάτησης, τα ειδικά καλούπια από κράμα τιτανίου που κατασκευάζονται για κινητήρες αεροσκαφών είναι 42% ελαφρύτερα και έχουν αντοχή εφελκυσμού 2000 MPa. Αυτό κάνει τη μεταφορά και την εγκατάσταση πολύ φθηνότερη.
Λειτουργική ολοκληρωμένη κατασκευή: Η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να προσθέσει άμεσα αισθητήρες, εξαρτήματα θέρμανσης, συστήματα ψύξης και άλλες μονάδες στο σώμα του καλουπιού, γεγονός που μειώνει τον αριθμό των βημάτων που απαιτούνται για τη συναρμολόγηση των πραγμάτων. Μια επιχείρηση στο Shenzhen εφηύρε ένα έξυπνο καλούπι ελέγχου θερμοκρασίας που χρησιμοποιεί τρισδιάστατα-εκτυπωμένα καλώδια θέρμανσης μικροκαναλιού για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας με ακρίβεια ± 1 βαθμό . Αυτό εξοικονομεί το 65% της ενέργειας που χρησιμοποιείται από τις υπάρχουσες μεθόδους.
2. Ανακατασκευή του κόστους ολόκληρου του κύκλου ζωής
Η τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων αλλάζει τον τρόπο λειτουργίας της επιχείρησης καλουπιών, καθιστώντας την πιο αποτελεσματική και{1}}οικονομική, χρησιμοποιώντας υλικά με πιο μεθοδικό τρόπο.
Ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός στον τρόπο χρήσης των υλικών: Το ποσοστό απώλειας υλικών για την παραδοσιακή αφαιρετική κατασκευή είναι τόσο υψηλό όσο 70% έως 80%, αλλά η τρισδιάστατη εκτύπωση δεν έχει σχεδόν καθόλου απόβλητα. Η τεχνολογία κυκλοφορίας σκόνης από κράμα τιτανίου της AVIC Maite ανακτά το 99,2% της σκόνης και μειώνει το κόστος των υλικών μεμονωμένων καλουπιών κατά 58%.
Ευκολότερη ροή επεξεργασίας: Για παράδειγμα, η κατασκευή καλουπιών προφυλακτήρα οχημάτων με τον συμβατικό τρόπο απαιτεί 23 βήματα και 12 μηχανές και η διαδικασία μπορεί να διαρκέσει έως και 45 ημέρες. Με την εκτύπωση 3D, χρειάζονται μόνο 3 βήματα, ο χρόνος κύκλου μειώνεται σε 7 ημέρες και το κόστος του εξοπλισμού μειώνεται κατά 82%.
Επέκταση της διάρκειας ζωής των καλουπιών: Με τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού θερμικής εξισορρόπησης, η διάρκεια ζωής θερμικής κόπωσης των τρισδιάστατων εκτυπωμένων καλουπιών ενισχύεται κατά 2 έως 3 φορές. Σύμφωνα με δεδομένα από μια συγκεκριμένη εταιρεία χύτευσης, η χρήση καλουπιών πλήμνης τροχών από κράμα αλουμινίου με ομοιόμορφη ψύξη αύξησε τη διάρκεια ζωής από 80.000 σε 220.000 φορές και μείωσε το κόστος ανά τεμάχιο κατά 64%.
3. Η ταχύτητα απόκρισης αποκαθιστά την ανταγωνιστικότητα της αγοράς.
Σε μια εποχή που οι άνθρωποι θέλουν εξατομικευμένα προϊόντα και οι εταιρείες αλλάζουν συνεχώς, η ταχύτητα κατασκευής καλουπιών έχει γίνει βασικός ανταγωνιστικός παράγοντας:
Η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να μειώσει τον χρόνο που χρειάζεται για την κατασκευή ενός πρωτοτύπου καλουπιού από εβδομάδες σε ώρες. Αυτό ονομάζεται συμπίεση κύκλου επικύρωσης σχεδίασης. Η Xiaomi χρησιμοποίησε τους εκτυπωτές της σειράς Muees της Liantai Technology για να επιταχύνει την ανάπτυξη καλουπιών μεντεσέδων αναδιπλούμενης οθόνης από 6 μήνες έως 50 ημέρες, εκμεταλλευόμενος μια ευκαιρία της αγοράς.
Το κόστος-αποτελεσματικότητας της παραγωγής μικρής- κλίμακας: Εάν ένα καλούπι παράγει λιγότερα από 5.000 κομμάτια το χρόνο, η τρισδιάστατη εκτύπωση κοστίζει 23% έως 35% λιγότερο από άλλες μεθόδους. Μέσω της τρισδιάστατης εκτύπωσης, ένας κατασκευαστής ιατρικού εξοπλισμού μείωσε την τιμή των προσαρμόσιμων καλουπιών ορθοπεδικών εμφυτευμάτων από 12.000 γιουάν σε 4.800 γιουάν. Αυτό θα βοηθήσει να γίνει πιο κοινή η εξατομικευμένη ιατρική περίθαλψη.
Επανάληψη σχεδίασης χωρίς κόστος: Κοστίζει πολύ το να ανοίξετε ξανά ένα καλούπι για να κάνετε αλλαγές, αλλά με την εκτύπωση 3D, χρειάζεται μόνο να αλλάξετε το ψηφιακό μοντέλο για να έχετε τον καλύτερο σχεδιασμό. Τρεις φορές, το καλούπι πόρτας Tesla Model Y έχει βελτιωθεί, αυξάνοντας το ποσοστό έλξης από 82% σε 91% χωρίς να προσθέτει κανένα κόστος στη διαδικασία κατασκευής.
4. Τα νέα υλικά ανοίγουν νέες χρήσεις για τα υπάρχοντα.
Η νέα τεχνική μεταλλικής σκόνης καθιστά δυνατή την κατασκευή καλουπιών με νέους τρόπους:
Χρήση υλικών υψηλής απόδοσης-: Η σκόνη από κράμα τιτανίου επεξεργασίας PREP της Xi'an Sailong έχει περιεκτικότητα σε οξυγόνο μικρότερη από 0,013% και σφαιρικότητα 98,5%. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για απευθείας εκτύπωση καλουπιών αεροσκαφών-. Μετά τη χρήση αυτού του υλικού για το καλούπι ακροφυσίου καυσίμου του αεροπλάνου C919, μπορεί τώρα να αντέξει θερμοκρασίες έως και 150 βαθμούς Κελσίου υψηλότερες και να διαρκέσει τρεις φορές περισσότερο από τις τυπικές μεθόδους.
Τρόπος χρήσης υλικών ντεγκραντέ: Χρησιμοποιώντας την τεχνική ανάμειξης σκόνης πολλαπλών-στρώσεων, είναι δυνατό να κατασκευαστούν λειτουργικά καλούπια ντεγκραντέ. Το καλούπι θαλάμου ώθησης ενός συγκεκριμένου κινητήρα πυραύλων χρησιμοποιεί μια δομή κλίσης «με βάση το νικέλιο-κράμα υψηλής-θερμοκρασίας + υψηλή-με βάση τον χαλκό-με βάση την αγωγιμότητα-». Αυτό όχι μόνο πληροί τις απαιτήσεις αντίστασης σε υψηλές-θερμοκρασίες, αλλά ψύχει επίσης αποτελεσματικά τον κινητήρα, καθιστώντας τον 28% ελαφρύτερο από το συνολικό σχέδιο κραμάτων.
Ανακάλυψη βιοσυμβατότητας: τρισδιάστατη εκτύπωση καλουπιών από πορώδες κράμα τιτανίου στην ιατρική βιομηχανία, με ελεγχόμενο πορώδες στο 60% -80% και μέγεθος πόρων 300-500 μm, υποστηρίζοντας τον πολλαπλασιασμό των οστικών κυττάρων. Τα κλινικά δεδομένα δείχνουν ότι ο ρυθμός σύντηξης οστών των συσκευών μεσοσπονδυλικής σύντηξης που κατασκευάζονται με αυτήν την τεχνολογία έχει αυξηθεί από 75% στις συμβατικές μεθόδους σε πάνω από 95%.
5. Κατά τη διαδικασία ανασυγκρότησης του βιομηχανικού οικοσυστήματος
Η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση αλλάζει τη βιομηχανία καλουπιών καθιστώντας την πιο έξυπνη και προσανατολισμένη στις υπηρεσίες-:
Το Digital Manufacturing Network είναι μια πλατφόρμα εκτύπωσης cloud που κατασκευάζεται από εταιρείες όπως η Yunyao Shenwei. Επιτρέπει τα παγκόσμια δεδομένα σχεδιασμού και την περιφερειακή παραγωγή να συνεργάζονται χωρίς κανένα πρόβλημα. Αυτή η τεχνολογία έδωσε τη δυνατότητα σε μια παγκόσμια αυτοκινητοβιομηχανία να χειρίζεται παραγγελίες καλουπιών από 23 εργοστάσια σε όλο τον κόσμο σε ένα μέρος. Αυτό μείωσε το κόστος αποστολής κατά 41% και αύξησε τον κύκλο εργασιών των αποθεμάτων κατά 2,7 φορές.
Κατάσταση παραγωγής-κατ' απαίτηση: Το εργοστάσιο κοινής χρήσης μεταλλικής σκόνης της Willari διαθέτει 200 3εκτυπωτές D που μπορούν να φτιάξουν μικροσκοπικά και μεσαίου μεγέθους καλούπια σε λιγότερο από 72 ώρες. Αυτή η ιδέα «κατανεμημένης κατασκευής+κεντρικής προμήθειας» μειώνει τα έξοδα αποθέματος καλουπιών κατά 68% και επιταχύνει τον χρόνο απόκρισης κατά 5 φορές.
Πλήρες σύνολο τεχνικών προτύπων: Η Εθνική Τεχνική Επιτροπή Τυποποίησης Κατασκευής Πρόσθετων έχει δημοσιεύσει 47 βιομηχανικά πρότυπα που καλύπτουν σημαντικούς τομείς όπως το πόσο καλά λειτουργούν οι πούδρες, η ακρίβεια της εκτύπωσης και ο τρόπος επεξεργασίας των εκτυπώσεων μετά την κατασκευή τους. Ο οργανισμός πιστοποίησης CE της ΕΕ έχει αποδεχθεί την "Προδιαγραφές αποδοχής για μεταλλικά καλούπια τρισδιάστατης εκτύπωσης" με επικεφαλής την AVIC Maite ως πρότυπο αμοιβαίας αναγνώρισης σε όλο τον κόσμο.