Vajon a fém 3D nyomtatás a formagyártás fő folyamatává válik?

1. Technológiai áttörés: a "prototípus-ellenőrzésről" a "terminálgyártásra"
A fém 3D nyomtatási technológia nagy utat tett meg, mióta először főként prototípusok ellenőrzésére használták. Most már közvetlenül is készíthet végdarabokat. A lézerporágy-olvasztási (LPBF) technológia bonyolult, a meglévő módszerekkel nehezen kivitelezhető szerkezeteket készíthet, például konform hűtővízcsatornákat és belső erősítőbordákat, fémporok egymásra halmozásával. Ezek a szerkezetek nagyon hasznosak öntőformák készítéséhez. Például a konform hűtővízkör sokkal rövidebbé teheti a fröccsöntési ciklust, és jobbá teheti a terméket; a belső megerősítő bordák erősebbé és hosszabb ideig tarthatják a formát.

A fém 3D nyomtatást sikeresen alkalmazzák a repülőgépiparban olyan fontos alkatrészek előállítására, mint a turbinalapátok és a motor üzemanyag-fúvókái. Egy bizonyos típusú motor-üzemanyag-fúvóka régimódi-módszerének elkészítéséhez több tucat alkatrész összeszerelése szükséges. A 3D nyomtatási technológiával azonban egyetlen, bonyolultabb szerkezetté alakítják. Ez nem csak könnyebbé és tartósabbá teszi, de a gyártási ciklust is hónapokról hetekre lerövidíti. Ez a „tervezésvezérelt gyártás” paradigma megváltoztatja azt a módot, ahogyan a csúcskategóriás berendezéseket gyártó vállalatok{7}} versenyeznek egymással.

2. Költséghatékonyság-: a „magas-költségű feltárásról a „nagyszabású-alkalmazásra” való áttérés
A fém 3D-nyomtatás költséghatékonysága-az az, ami általános gyakorlattá teszi. Az öntőformák régimódi-módszer-készítése sok fázist foglal magában, például vágást, elektromos kisülési megmunkálást és huzalvágást. Ez azt jelenti, hogy sok különböző gépet és lépést kell használni, ami nagyon megdrágítja a folyamatot. A fém 3D nyomtatás az összes lépést egyesíti, hogy bármit egyetlen tárgymá készítsen. Ez megkönnyíti a folyamatot, és csökkenti a középső láncszemekben lévő munkások és berendezések szükségességét.

Például egy bizonyos autóalkatrész öntőformájának elkészítéséhez 5 felszerelés, 3 kezelő és 72 óra feldolgozási idő kellett, ami 12 000 jüanba került. Most a fém 3D nyomtatással csak egy eszközre, egy kezelőre és 24 óra nyomtatási időre van szükség, a költségek pedig 4000 jüanra csökkentek, ami 67%-os csökkenés. Ezenkívül a fém 3D nyomtatás az anyag több mint 95%-át használja fel, és a fel nem használt fémport újrahasznosíthatják, ami még jobban csökkenti az anyagárakat.

A fém 3D nyomtatáshoz szükséges berendezés kezdeti költsége magas, a nyomtatási sebesség pedig még mindig lassabb, mint a hagyományos fröccsöntésé. De ha a technológia folyamatosan javul, és egyre többen kezdik el széles körben használni, akkor a berendezések költsége valószínűleg folyamatosan csökkenni fog, és a nyomtatási hatékonyság valószínűleg folyamatosan nő. Például a ragasztó spray-formázási módszert használat után zsírtalanítani és szinterezni kell, de 50-100-szor gyorsabban nyomtat, mint az LPBF, és az előrejelzések szerint nagyon hasznos lesz a nagyszabású{5}}gyártásban.

3. Alkalmazási forgatókönyv: a "csúcskategóriás-testreszabásról" a "tömegtermelésre"
A fémes 3D-nyomtatás a csúcskategóriás-testreszabásról lassan áttér a tömeggyártásra az öntőformagyártás terén. A fém 3D-nyomtatás a bonyolult szerkezeti alkatrészek és alapvető alkatrészek készítésének fő módja olyan területeken, mint a repülés és a védelem. A fém 3D nyomtatás fokozatosan belépett a szerszámgyártás több szakaszába olyan ágazatokban, mint az autógyártás és a fogyasztói elektronika. Ennek az az oka, hogy gyorsan tud alkalmazkodni a tervezési változásokhoz, és kis tételekben személyre szabott termékeket készít.

A fogyasztói elektronikai szektorban például a termékiteráció sebességének növekedésével az öntőformáknak rugalmasabbnak és érzékenyebbnek kellett lenniük. A fém 3D nyomtatási technológiával a tervezési modelleket gyorsan valódi formákká alakíthatja, és a befogási folyamat rövidebb időt vesz igénybe, ami sokkal rövidebbé teszi a formakészítési ciklust. A fém 3D-nyomtatás csökkentheti a gyártási ciklus költségeit, és hatékonyabbá teheti a termelést a különböző típusú fröccsöntött termékek kis tételeinek előállításához.

A fém 3D-nyomtatás az öntőformák javítása és újragyártása terén is sokat ígért. Az olyan módszerekkel, mint az irányított energialerakódás (DED), az elhasználódott szerszámrészek gyorsan javíthatók és újragyárthatók, ami meghosszabbítja a formák élettartamát és csökkenti a gyártási költségeket.

4. Ipari lánc együttműködés: áttérés az „egypontos áttörésről” az „ökológiai építkezésre”
A fém 3D-nyomtatásnak kell az öntőformák készítésének fő módjának lennie, és teljes ipari lánc ökoszisztémát kell kialakítani. Ez azt jelenti, hogy az upstream anyagszállítóknak, a középső berendezések gyártóinak és a későbbi alkalmazásszolgáltatóknak szorosan együtt kell működniük. Ez azt is jelenti, hogy szabványosítási rendszereket kell kiépíteni, és tehetségeket kell fejleszteni.

Ami az anyagokat illeti, a nagy{0}}teljesítményű fémporok nagyon fontosak a kutatás és a felhasználás szempontjából. Új porlasztópor-gyártási technológiákkal a hazai vállalatok sikeresen készítettek légiközlekedési-minőségű titánötvözetből készült porokat, amelyek oxigéntartalma egy bizonyos szint alatt van. Ezeknek a poroknak a mechanikai tulajdonságai megfelelnek a kovácsolt alkatrészekre vonatkozó előírásoknak. A környezetbarát anyagok{5}}használatának növekedése szintén hozzájárul a környezetbarát gyártás megváltoztatásához. Például a tejsav (PLA) és más biológiailag lebomló bioalapú anyagok gyorsan népszerűvé válnak a fogyasztók körében.

Az ipari -minőségű fém 3D nyomtatóberendezések piacán „kettős pályás verseny” jellemző a berendezések tekintetében. A hazai vállalatok differenciált helyettesítéseket hajtottak végre a hadiiparban és az új energiaágazatban nagy felszerelések gyártásával és a költségek csökkentésével. Egy cég épített egy nagyon hatalmas fém 3D nyomtatót, amely sikeresen kinyomtatta egy bizonyos típusú rakéta-üzemanyag-tároló tartály teljes keretét. Ez azt mutatja, hogy Kína a világon a legjobb a nagy szerkezeti elemek gyártásában.

A Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) szabványokat állított fel az additív gyártási technológiákra, amelyek lefedik a fontos területeket, beleértve az anyagok tesztelését, a berendezések kalibrálását és a magas minőség biztosítását. A hazai iparági csoportok a fogászati ​​3D nyomtatásra vonatkozó csoportszabványok kidolgozásáért is felelősek voltak, ami hozzájárult a piac rendben tartásához és az üzlet egészséges növekedéséhez.