Зашто је индустрија калупа постала кључни правац примене за 3Д штампање метала?

一, Техничка прилагодљивост: колико добро 3Д штампање метала и израда калупа раде заједно
1. Можете слободно обликовати сложене конструкције, што превазилази границе традиционалне рукотворине.
Главни проблем код израде калупа је израда компликованих кола расхладне воде, лаких конструкција и функционалне интеграције. Логика субтрактивне обраде „уклањања материјала“ ограничава традиционалне методе, што отежава израду компликованих структура као што су унутрашња ребра за ојачање и конформни канали за хлађење. На пример, круг воде за хлађење у типичним калупима за ињектирање често користи дизајн бушења или преграда, који се не уклапа у облик шупљине калупа. То чини хлађење неједнаким и производ се пребрзо деформише. Метална 3Д штампа може директно да креира спиралне, мрежасте или биомиметичке облике канала протока који су уско пријањани за шупљину калупа слагањем материјала слој по слој.
Користећи као пример калуп седишта за инспекцију снаге из Тајванске Зонгвеи Индустри, симулација Молдек3Д је помогла да се побољша дизајн неправилног пловног пута. Метални калуп за 3Д штампање је затим смањио температурну разлику између мушких и женских калупа са 47 степени на скоро уједначен, смањио стопу деформације савијања за 49% и смањио циклус обликовања за 25%. Овај случај показује да способност металног 3Д штампања да направи компликоване структуре може у великој мери побољшати перформансе калупа.
2. Насумична технологија хлађења: двострука револуција у квалитету и ефикасности
Квалитет бризганих предмета много зависи од система за хлађење калупа. Због свог ограниченог распореда, традиционални канали за воду са равним отвором могу изазвати неуједначену температуру калупа, што може довести до проблема као што је савијање и скупљање производа. Подешавањем протока воде тако да вода за хлађење подједнако покрије шупљину калупа, конформна метода хлађења за 3Д штампање метала чини следеће напретке:
Побољшање ефикасности: Након преласка на конформни пловни пут за одређени калуп за одбојнике возила, циклус бризгања је порастао са 45 секунди на 30 секунди, а годишњи производни капацитет једног уређаја порастао је за 120.000 комада.
Побољшање квалитета: Стопа савијања одређеног калупа за електрични конектор је опала са 0,8% на 0,2%, а стопа приноса је порасла на 99,5%.
Дужи век трајања: Зигфрид Хофман у Немачкој је произвео 3Д-штампани калуп од алуминијумске пене који боље пропушта пару и има добру вентилациону структуру. Ово чини да се циклус грејања и хлађења убрзава за 30%, а калуп траје 40% дуже.
3. Лагана и функционална интеграција: смањење укупних трошкова
Оптимизацијом облика калупа, 3Д штампање метала може да се ослободи додатних материјала и учини структуру јачом док се тежина смањи за 30% до 50%. На пример, компанија која производи опрему за енергију ветра исекла је калуп сечива пречника 2-метра на 8 лаких делова за штампање. Ово је смањило трошкове транспорта за 40% и време потребно за поправку једног модула са 2 сата на 30 минута. Такође, 3Д штампа може да комбинује функционалне елементе као што су канали за хлађење, игле за избацивање и издувни прорези у један комад. Ово смањује количину делова калупа и грешке током монтаже. Број делова у одређеном калупу за унутрашњост аутомобила смањен је са 127 на 38 захваљујући интегрисаном дизајну. Време које је потребно за његово склапање је такође смањено за 70%.
2, исплативост-: прелазак са „експеримената-са високим трошковима“ до „великих-апликација“
1. Боља употреба материјала, што смањује директне трошкове
Субтрактивне методе се користе у традиционалној изради калупа, која може да потроши до 30% до 50% материјала. Метална 3Д штампа је адитивни производни процес који користи око 95% материјала, а преостали прах се може поново користити. На пример, цена материјала за одређени калуп турбине турбине авиона пала је за 60% након 3Д штампања, а касније није било потребе за скупим техникама као што је обрада са електричним пражњењем (ЕДМ).
2. Скраћивање производног циклуса: Искориштавање тржишних могућности
У традиционалној производњи, проблем је значајно време потребно за израду калупа. На пример, прављење калупа за делове аутомобила траје више од десет корака, као што су дизајн, ЦНЦ обрада, топлотна обрада, монтажа и решавање проблема. Цео процес може трајати неколико месеци. А 3Д штампање метала убрзава процес на недеље или чак дане коришћењем методе „обраде штампаног дизајна{4}}“ за прављење ствари у исто време.
Брза пробна производња: Компанија која производи кућне апарате користила је 3Д штампање како би скратила време потребно за израду калупа за климатизацију са 15 дана на 72 сата.
Прилагођавање у малим серијама: Финска компанија Тоиван Металли прави калупе за савијене цеви помоћу Маркфоргед Кс7 штампача. Ово смањује цену по јединици са 4000 евра на 300–400 евра и убрзава испоруку са 6 недеља на 1 недељу. Посао је успешно преузео мале серије поруџбина и пронашао нове начине да заради новац.
3. Дугорочна-алокација трошкова: омогућавање да калуп траје дуже и да се о њему лакше брине
Почетна цена израде 3Д штампаних калупа је мало већа од цене традиционалних метода. Међутим, њихов конформни дизајн хлађења и мала тежина могу значајно повећати век трајања калупа. На пример, одређени калуп за{3}}ливање под притиском смањио је пукотине од термичког замора за 50% након 3Д штампања побољшао је топлотну равнотежу. Такође је утростручио свој радни век и смањио цену калупа за сваки предмет{7}} ливеног под притиском за 40%. Модуларна архитектура калупа за 3Д штампање такође олакшава замену поломљених делова, што смањује застоје и трошкове одржавања.
3. Индустријска потражња: „основна покретачка снага“ за трансформацију и унапређење производне индустрије
1. Раст малих-производних метода и различитих метода
Како индивидуализована потражња на потрошачком тржишту расте, производња калупа се мења од „стандардизоване производње-великих размера“ до „мале-прилагођене производње“. Метална 3Д штампа је одлична за прављење малих серија јер не мора да отвара калуп. На пример, компанија која производи медицинске уређаје користи 3Д штампање за прављење калупа за ортопедске импланте и брзо прави јединствене моделе од ЦТ података како би одговарали специфичним захтевима сваког пацијента. Ово смањује трошкове буђи за 70%.
2. Крајњи циљ перформанси у врхунској{1}}области производње
Перформансе калупа морају да буду боље у врхунски-областима као што су ваздухопловство и нова енергетска возила. на пример:
Ваздухопловство: Ц919, велики авион произведен у Кини, користи технологију 3Д штампања да направи своју млазницу за гориво, што смањује тежину за 25% и повећава економичност горива за 15%.
Нова енергетска возила: 3Д штампање калупа за батерију чини канал за хлађење бољим, што чини температуру батерије равномернијом за 20% и продужава њен животни век за 30%.
3. Локализована производна потражња током реконфигурације глобалног ланца снабдевања
Трговинске тензије и геополитичке кризе учиниле су глобални ланац снабдевања још нестабилнијим. Да би се заштитила, предузећа морају брзо да преселе производњу у локална подручја. Метална 3Д штампа је важна технологија за реорганизацију ланца снабдевања јер може да „дистрибуише производњу“. На пример, европски произвођач возила је био у могућности да испоручи калупе за „48 сати“ користећи опрему за 3Д штампање у својој земљи уместо да се ослања на продавце из других земаља.