Zašto je industrija kalupa postala ključni smjer primjene za metalni 3D ispis?

一, Tehnička prilagodljivost: koliko dobro metalni 3D ispis i izrada kalupa funkcioniraju zajedno
1. Možete slobodno oblikovati složene konstrukcije, što nadilazi okvire tradicionalnog rukotvorstva.
Glavni problem kod izrade kalupa je izrada kompliciranih krugova rashladne vode, laganih konstrukcija i funkcionalne integracije. Logika "uklanjanja materijala" subtraktivne obrade ograničava tradicionalne metode, otežavajući izradu kompliciranih struktura poput unutarnjih rebara za pojačanje i konformnih kanala za hlađenje. Na primjer, krug rashladne vode u tipičnim kalupima za ubrizgavanje često koristi dizajn bušenja ili pregrada, koji ne odgovara obliku šupljine kalupa. Zbog toga je hlađenje neravnomjerno i proizvod se prebrzo deformira. Metalni 3D ispis može izravno stvoriti spiralne, mrežaste ili biomimetičke oblike kanala protoka koji su tijesno priljubljeni uz šupljinu kalupa slaganjem materijala sloj po sloj.
Koristeći kalup sjedala za inspekciju snage iz tajvanske Zongwei Industry kao primjer, Moldex3D simulacija pomogla je poboljšati dizajn nepravilnog plovnog puta. Metalni kalup za 3D ispis zatim je smanjio temperaturnu razliku između muških i ženskih kalupa s 47 stupnjeva na gotovo ujednačenu, smanjio stopu deformacije krivulje za 49% i skratio ciklus kalupljenja za 25%. Ovaj slučaj pokazuje da sposobnost metalnog 3D ispisa za izradu kompliciranih struktura može uvelike poboljšati performanse kalupa.
2. Tehnologija nasumičnog hlađenja: dvostruka revolucija u kvaliteti i učinkovitosti
Kvaliteta brizganih predmeta uvelike ovisi o sustavu hlađenja kalupa. Zbog svog ograničenog rasporeda, tradicionalni kanali za vodu s ravnim rupama mogu uzrokovati neujednačenu temperaturu kalupa, što može dovesti do problema poput savijanja i skupljanja proizvoda. Podešavanjem protoka vode tako da voda za hlađenje jednako pokriva šupljinu kalupa, metoda konformnog hlađenja za metalni 3D ispis postiže sljedeće prednosti:
Poboljšanje učinkovitosti: Nakon prebacivanja na konformni vodeni put za određeni kalup za odbojnike vozila, ciklus injekcijskog prešanja popeo se s 45 sekundi na 30 sekundi, a godišnji proizvodni kapacitet jednog uređaja porastao je za 120 000 komada.
Poboljšanje kvalitete: Stopa iskrivljenja određenog kalupa za električne konektore smanjila se s 0,8% na 0,2%, a stopa iskorištenja je porasla na 99,5%.
Dulji životni vijek: Siegfried Hofmann u Njemačkoj proizveo je 3D-isprintani kalup od aluminijske pjene koji bolje propušta paru i ima dobru ventilacijsku strukturu. Time se ciklus grijanja i hlađenja ubrzava za 30%, a kalup traje 40% dulje.
3. Lagana i funkcionalna integracija: smanjenje ukupnih troškova
Optimiziranjem oblika kalupa, metalni 3D ispis može se riješiti dodatnih materijala i učiniti strukturu jačom, a istovremeno smanjiti težinu za 30% do 50%. Na primjer, tvrtka koja proizvodi opremu za vjetroelektrane izrezuje kalup s oštricom promjera 2 - metra na 8 laganih dijelova za ispis. Time su troškovi prijevoza smanjeni za 40%, a vrijeme potrebno za popravak jednog modula s 2 sata na 30 minuta. Također, 3D ispis može kombinirati funkcionalne elemente kao što su kanali za hlađenje, igle za izbacivanje i ispušni otvori u jedan dio. Time se smanjuje količina dijelova kalupa i grešaka tijekom sastavljanja. Broj dijelova u određenom kalupu unutrašnjosti automobila smanjen je sa 127 na 38 zahvaljujući integriranom dizajnu. Vrijeme potrebno za sastavljanje također je smanjeno za 70%.
2, Troškovna-učinkovitost: prelazak s "visokih-eksperimenata" na "velike-prijave"
1. Bolje korištenje materijala, što smanjuje izravne troškove
Subtraktivne metode koriste se u tradicionalnoj izradi kalupa, pri čemu se može izgubiti do 30% do 50% materijala. Metalni 3D ispis je aditivni proizvodni proces koji koristi oko 95% materijala, a preostali prah se može ponovno upotrijebiti. Na primjer, troškovi materijala za određeni kalup lopatica turbine zrakoplova smanjili su se za 60% nakon 3D ispisa, a kasnije više nije bilo potrebe za skupim tehnikama poput strojne obrade električnim pražnjenjem (EDM).
2. Skraćivanje proizvodnog ciklusa: Iskorištavanje tržišnih mogućnosti
U tradicionalnoj proizvodnji problem je dosta vremena potrebno za izradu kalupa. Na primjer, izrada kalupa za automobilske dijelove zahtijeva više od deset koraka, kao što su dizajn, CNC obrada, toplinska obrada, sastavljanje i rješavanje problema. Cijeli proces može trajati nekoliko mjeseci. A metalni 3D ispis ubrzava proces na tjedne ili čak dane korištenjem metode "naknadne obrade ispisa dizajna" za istovremenu izradu stvari.
Brza probna proizvodnja: Tvrtka koja proizvodi kućanske aparate upotrijebila je 3D ispis kako bi skratila vrijeme potrebno za izradu kalupa za školjke klima uređaja s 15 dana na 72 sata.
Prilagodba u malim serijama: finska tvrtka Toivan Metalli izrađuje kalupe za savijene cijevi s pisačem Markforged X7. To smanjuje trošak po jedinici s 4000 eura na 300–400 eura i ubrzava isporuku sa 6 tjedana na 1 tjedan. Tvrtka je uspješno preuzela narudžbe malih serija i pronašla nove načine zarade.
3. Dugoročna-raspodjela troškova: dulje trajanje plijesni i lakše održavanje
Početna cijena izrade 3D tiskanih kalupa malo je veća od cijene tradicionalnih metoda. Međutim, njihov konformni dizajn hlađenja i mala težina mogu uvelike produžiti vijek trajanja kalupa. Na primjer, određeni-kalup za tlačno lijevanje smanjio je pukotine nastale toplinskim zamorom za 50% nakon što je 3D ispis poboljšao toplinsku ravnotežu. Također je utrostručio svoj životni vijek i smanjio trošak kalupa za svaki -stavku tlačnog lijevanja za 40%. Modularna arhitektura kalupa za 3D ispis također olakšava zamjenu slomljenih dijelova, čime se smanjuju zastoji i troškovi održavanja.
3. Industrijska potražnja: "bitna pokretačka snaga" za transformaciju i nadogradnju proizvodne industrije
1. Rast malih-razmjera i raznolikih metoda proizvodnje
Kako individualizirana potražnja na potrošačkom tržištu raste, proizvodnja kalupa se mijenja iz "standardizirane-velike proizvodnje" u "prilagođenu-male proizvodnje." Metalni 3D ispis izvrstan je za izradu malih serija jer ne treba otvarati kalup. Na primjer, tvrtka koja proizvodi medicinske uređaje koristi 3D ispis za izradu kalupa za ortopedske implantate i brzo izrađuje jedinstvene modele iz CT podataka koji odgovaraju specifičnim zahtjevima svakog pacijenta. Ovo smanjuje troškove kalupa za 70%.
2. Krajnji cilj performansi u-polju vrhunske proizvodnje
Performanse kalupa moraju biti bolje-u područjima visoke klase kao što su zrakoplovstvo i vozila s novom energijom. Na primjer:
Aerospace: C919, veliki zrakoplov proizveden u Kini, koristi tehnologiju 3D ispisa za izradu svoje mlaznice za gorivo, što smanjuje težinu za 25% i povećava ekonomičnost goriva za 15%.
Nova energetska vozila: 3D ispis kalupa za bateriju poboljšava kanal za hlađenje, što temperaturu baterije čini ravnomjernijom za 20% i produljuje joj vijek trajanja za 30%.
3. Lokalizirana proizvodna potražnja tijekom rekonfiguracije globalnog opskrbnog lanca
Trgovinske napetosti i geopolitičke krize učinile su globalni lanac opskrbe još nestabilnijim. Kako bi se zaštitile, tvrtke moraju brzo preseliti proizvodnju u lokalna područja. Metalni 3D ispis je važna tehnologija za reorganizaciju opskrbnog lanca budući da može "distribuiranu proizvodnju". Na primjer, europski proizvođač vozila uspio je isporučiti kalupe u "48 sati" koristeći opremu za 3D ispis u vlastitoj zemlji umjesto da se oslanja na dobavljače iz drugih zemalja.