Како 3Д штампање метала може помоћи да се скрати циклус производње калупа?

一, Рефакторисање процеса: Прелазак са „серијске обраде“ на „паралелну производњу“
Традиционална производња калупа користи парадигму „серијске обраде“, где се свака операција спроводи у низу, а свако кашњење у било којој вези би резултирало у укупном дужем циклусу. На пример, стандардни процес производње калупа за одређеног произвођача ауто делова траје 120 сати само за фазе обраде електрода и пражњења. То значи да постоји већа шанса да направите грешке јер постоји толико много корака за стезање и позиционирање. Са режимом „паралелне производње“, технологија 3Д штампања метала интегрише три главна корака дизајна, штампања и накнадне{5}}обраде без икаквих временских празнина, што је велика промена у односу на старе методе:
Интеграција дизајна и штампања: Након завршетка дизајна калупа у софтверу за 3Д моделирање, дизајнери могу одмах да направе податке о резовима и да их пошаљу на 3Д штампаче без потребе да праве електроде, пишу ЦНЦ упутства или испитују процес. Калуп за климатизацију који производи Зхонгруи Тецхнологи за одређену фирму кућних апарата траје само 72 сата од дизајна до штампања, што је 60% краће од стандардних техника.
Паралелна обрада више задатака: Опрема може да направи неколико компоненти калупа одједном током штампања, тако да нема потребе да људи буду укључени. На пример, одређени произвођач калупа-за ливење под притиском користи двоструки ласерски метални 3Д штампач за прављење 16 конкавних шупљина калупа у исто време за 48 сати. Ово је 8 пута брже од типичне обраде једног комада.
Лакши процес{0}}процес обраде: Да би дошао до фазе пробног калупа, штампани калуп треба да прође само неке основне кораке, као што је сечење жица, уклањање носача и загревање калупа. Према студији случаја калупа за електронски конектор, 3Д штампаним калупима је потребно 70% мање времена да се заврше од традиционалних калупа и нема потребе да се исти посао ради изнова и изнова.
2, Иновација у процесу: Лагана конструкција и периодично компресијско дејство конформног хлађења
Систем за хлађење калупа је велики део производног циклуса. Због своје ограничене архитектуре, традиционални канали за воду са равним отвором обично имају недоследне температуре калупа и потребно им је дуже време хлађења како би спречили да производи мењају облик. Технологија металне 3Д штампања побољшава и ефикасност хлађења и производни циклус коришћењем два нова процеса:
Дизајн конформног канала за воду за хлађење: Дизајнери могу да користе аспект „слободног обликовања“ 3Д штампања како би направили спиралне, мрежасте или биомиметичке облике канала протока који веома добро одговарају шупљини калупа. Након коришћења конформног пловног пута за одређени калуп за одбојнике возила, циклус бризгања је скраћен са 45 секунди на 30 секунди, а годишњи производни капацитет једног уређаја је порастао за 120.000 комада. Конформни пловни пут је још важнији јер се ослобађа "слепе тачке за хлађење" коју имају традиционални пловни путеви. Ово смањује стопу савијања производа са 0,8% на 0,2% и подиже стопу приноса на 99,5%, што смањује време потребно за тестирање калупа и прераду.
Лагана структурна оптимизација: Технологија оптимизације топологије може помоћи 3Д штампању метала да извуче додатне материјале из калупа, што може смањити тежину за 30% до 50% док и даље осигурава да је структура чврста. Компанија која производи опрему за енергију ветра поделила је калуп са оштрицом ширине 2-метра на 8 лаганих модула за штампање. Ово смањује трошкове слања за 40%. Време које је потребно за замену једног модула је такође скраћено са 2 сата на 30 минута, што значајно скраћује циклус одржавања калупа.
3, Оптимизација материјала: периодични продори у легуре-високих перформанси и композитне материјале
Начин на који материјали калупа функционишу има директан утицај на то колико је тешко обрађивати и колико дуго је потребно да се било шта направи. Пошто је традиционални челик за калупе прилично тврд и не преноси добро топлоту, потребно га је топлотно-третирати неколико пута и машински обрађивати веома прецизно како би одговарао потребама употребе. Али технологија металне 3Д штампања превазилази границе перформанси стандардних материјала мењајући начин на који се материјали праве и начин на који се користе.
Директно штампање легура на високим температурама: Одређени произвођач турбинских мотора користи 3Д штампање за прављење волута од високотемпературних легура на бази никла-ба-. Остварује 100.000 циклуса{{7}без цурења у окружењу високе-температуре од 600 степени оптимизацијом подешавања ласера ​​и структура подршке. Његов животни век је три пута дужи него код традиционалних одливака, и не треба га накнадно топло изостатски пресовати, што скраћује производни циклус за 20%.
Ефикасно расипање топлоте од легуре бакра: Добављач услуга у дата центру користи 3Д штампане модуле течно хлађене од легуре бакра са топлотном проводљивошћу од 398 В/(м · К). То их чини 60% ефикаснијим у ослобађању од топлоте од алуминијумских модула. Интегрисано штампање ослобађа се ризика од цурења завара, што скраћује време потребно за отклањање грешака у систему одвођења топлоте сервера са 7 на 3 дана.
Функционална интеграција композитних материјала: 3Д штампање метала може да учини да практичне структуре као што су канали за хлађење, игле за избацивање и издувни отвори раде заједно. Интегрисаним дизајном, број делова у датом калупу за унутрашњост аутомобила смањен је са 127 на 38. Време потребно за склапање калупа је смањено за 70%, а стопа цурења из калупа је пала на мање од 0,1% пошто има мање заптивних карика.
4, Студија случаја: циклични помак са лабораторије на производну линију
У области медицинских калупа, одређена компанија за медицинске уређаје користи металну технологију 3Д штампања за израду ортопедских калупа за имплантате. Циклус бризгања је смањен са 120 секунди на 75 секунди захваљујући конформном дизајну хлађења. Стабилност величине производа је повећана за 50%, а дневни капацитет производње креће се од 500 комада до 800 комада. Ово задовољава потребу за хитним медицинским залихама.
У индустрији потрошачке електронике, једна компанија која производи мобилне телефоне користи 3Д штампање за израду калупа за УСБ горње поклопце. Побољшањем конформног дизајна пловног пута, циклус обликовања за бризгане компоненте се смањује за 45%, а брзина директног пролаза робе се повећава са 82% на 95%. То је зато што неравномерно хлађење узрокује мање површинских недостатака. Ово знатно скраћује време потребно за лансирање нових производа.
Одређена компанија која производи моторе за авионе у области ваздухопловства почела је да користи 3Д штампане калупе за турбине од легуре титанијума. Тежина калупа је смањена за 40% захваљујући лаганом дизајну и побољшању топологије. Такође, циклус поправке калупа је скраћен са 15 дана на 3 дана пошто је деформација термичке обраде опала. Ово осигурава да су ножеви мотора увек доступни.