Mi a különbség a fém 3D nyomtatás és a hagyományos CNC megmunkálás között a szerszámgyártásban?

一, Technikai elv: paradigmaváltás az additív és szubtraktív gyártásban
A fém 3D nyomtatás az additív gyártás "rétegről rétegre halmozott" módszerét használja. Fémport, például titánötvözetet vagy öntött acélt olvaszt meg lézer- vagy elektronsugár segítségével, majd közvetlenül háromdimenziós digitális modellekből épít bonyolult geometriai alakzatokat. Fő előnye, hogy túljut a hagyományos megmunkálás azon problémáin, amelyek megnehezítik a szerszámokhoz való hozzáférést és a bilincsek használatát. Ezenkívül képes a topológia optimalizálására, beleértve a belső kiürítést, a rács kitöltését és a hűtővíz-csatornák illeszkedését. Például a Zhongrui Technology egyedi fröccsöntő betéteket készített az autóipar számára. Ezek a betétek 95%-ra növelték a hűtővízkör és a termék felülete közötti tapadást a 3D nyomtatás révén, 42%-kal csökkentették a fröccsöntési ciklust, és 67%-kal csökkentették a termék vetemedési arányát.
A kivonó gyártásban a hagyományos CNC megmunkálás az "anyag eltávolításával" működik. Számos tengelyen összekapcsolt forgácsolószerszámokat használ a fémtuskó vágásához, marásához, fúrásához és egyéb műveletekhez. Technológiai érettségét mutatja, hogy képes kezelni a mikrométeres pontosságot (± 0,005 mm) és a felület simaságát (Ra0,8 μm). Ez tökéletessé teszi nagy szilárdságú, szabályos formájú{5}}termékek megmunkálásához. Például a Xintenghui CNC kerámia faragó és marógépe speciális védelmi rendszer és precíziós köszörülési technológia segítségével 0,3% alatt tudja tartani a kerámia formák éltörési arányát. Ez megfelel a félvezető csomagolásra vonatkozó szigorú penészkopásállósági követelményeknek.
2, Alkalmazási forgatókönyv: A bonyolult konstrukciók és a tömeggyártás közötti határvonal
Áttörő felhasználások bonyolult szerkezetek készítésében
A fém 3D nyomtatásnak három fő területen van nagy hatása a szerszámkészítésre:
Alakkövető hűtőrendszer: A hagyományos formahűtő vízcsatornákat fúrási eljárások korlátozzák, ami megnehezíti a termék kontúrjához való tökéletes illeszkedést. A folyadékdinamikát utánozva a 3D nyomtatási technológia több mint 50%-kal javítja a szerszám hőmérsékleti mezőjének egyenletességét. Egy háztartási gépeket gyártó cég alkalmazta ezt a technikát, és a fröccsöntött légkondicionáló héjak hozama 89%-ról 98%-ra nőtt. Az éves energiamegtakarítás egyetlen formakészlet esetében több mint 120 000 jüan volt.
Könnyű konstrukció: A topológia optimalizálásával a nem-teher-hordozó anyagok 30-60%-a eltávolításra kerül, a 3D-nyomtatott formák tömege pedig 45%-kal csökken a hagyományos kialakításokhoz képest, miközben a szerkezet szilárdsága megmarad. A 3D-nyomtatott alumíniumötvözet vázból készült új energiahordozó-akkumulátorcsomag tartó túlélte a 150%-os túlterhelési tesztet, súlyából 38%-ot veszített, és hatótávolságának 8%-át növelte.
Bonyolult alkatrészek integrált fröccsöntése: A hagyományos módszereknél, beleértve a gumiabroncs-mintázat-blokkokat és a cipőtalp-mintázat-formákat, az alkatrészeket külön kell megmunkálni és összeszerelni. 3A D-nyomtatással egy egész forma készíthető, és elkerülhetők az összeszerelési hibák. Ezt a technológiát egy gumiabroncsgyártó cég alkalmazta, és a formák elkészítésének ideje 45 napról 12 napra nőtt, 0,02 mm-es mintapontosság mellett.
3, A tömeggyártás fő előnye
Azt a tényt, hogy a CNC megmunkálás nem helyettesíthető az öntőformagyártásban, azt mutatja:
Anyagok alkalmazkodóképessége: Meglehetősen kemény anyagokkal is használható, például edzett acéllal és keményötvözetekkel (HRC55 vagy magasabb), amire a fröccsöntőformáknak tudniuk kell. Egy adott présöntő-üzemben CNC-feldolgozott magnéziumötvözet-öntőformákat alkalmaznak, amelyek 200 000-szer tartósak, ami háromszor hosszabb, mint a 3D-nyomtatott formák.
A felület minősége: Tükörsík-felület (Ra0,2 μm) utófeldolgozási technikákkal, köztük precíziós marással és polírozással érhető el. Ez megfelel az optikai és élelmiszer-csomagoló formák higiéniai szabványainak. Egy kozmetikai csomagológyártó cég CNC-vel feldolgozott PET-palack-előforma formákat használt, ami átlátszóbbá tette a terméket (92%), és csökkentette a hulladék mennyiségét (0,5%).
Tételgazdaságosság: Az évente több mint 5000 darabot készítő öntőformák esetében a CNC megmunkálás darabonként 60-70%-kal olcsóbb, mint a 3D nyomtatás. Egy bizonyos autóalkatrész-beszállító CNC tömeggyártást alkalmaz lökhárítóformájához. Egy öntőforma költsége 800 000 jüan marad, míg a 3D nyomtatás költsége 1,2 millió jüan.
4, Költségszerkezet: A sebesség és a pontosság közötti egyensúly játéka
1. Berendezések és kellékek költségei
3D nyomtatás fémmel: Az ipari-minőségű szerszámok ára általában 2–8 millió jüan, a titánötvözetből készült por pedig 800–1200 jüan kilogrammonként. Az anyagfelhasználás aránya viszont eléri a 90%-ot, ami 40 százalékponttal magasabb, mint a CNC megmunkálásé. Egy adott légiközlekedési vállalat 3D nyomtatást használt a motorlapátok gyártásához, ami 35%-kal csökkentette az anyagárakat a hagyományos öntéshez képest.
CNC-megmunkáló Egy formagyár 120 000 jüanról 70 000 jüanra csökkentette egyetlen szerszámkészlet költségét a vágási útvonal optimalizálásával és megfordítható pengék alkalmazásával.
2. Időköltség 3D nyomtatás: Az összetett szerkezetű formák elkészítéséhez szükséges idő felére, 70%-ra csökken a hagyományos módszerekhez képest. Egy orvosi cég mindössze 72 óra alatt képes egyedi ortopéd implantátum öntőformát készíteni, ami 80%-kal gyorsabb, mint a 15 napos CNC megmunkálási ciklus.
CNC megmunkálás: Az öntőforma feldolgozási ideje 30-40%-kal csökkenthető a nagy sebességű vágási (HSC) technológia alkalmazásával. A 8000 ford./perc fordulatszámú orsós megmunkáló központ segített az egyik 3C-termékformázó üzletnek 18 óráról 11 órára csökkenteni a telefonkeret öntőformájának elkészítéséhez szükséges időt.