Va deveni imprimarea 3D metalică principalul proces pentru fabricarea matrițelor?

1. Revoluție tehnologică: trecerea de la „verificarea prototipului” la „fabricarea terminalelor”
Tehnologia de imprimare 3D din metal a parcurs un drum lung de când a fost folosită pentru prima dată în principal pentru verificarea prototipurilor. Acum poate face piese terminale direct. Tehnologia de topire cu strat de pulbere cu laser (LPBF) poate face structuri complicate care sunt greu de realizat cu metodele existente, cum ar fi canalele de apă de răcire conforme și nervurile interne de armare, prin stivuirea pulberilor metalice una peste alta. Aceste structuri sunt foarte utile pentru realizarea matrițelor. De exemplu, circuitul conform de apă de răcire poate face ciclul de turnare prin injecție mult mai scurt și produsul mai bun; nervurile de ranforsare interioare pot face matrita mai puternica si rezista mai mult.

Imprimarea 3D din metal a fost folosită cu succes în industria aerospațială pentru a realiza piese importante, cum ar fi paletele turbinei și duzele de combustibil ale motorului. Realizarea unui anumit tip de duză de combustibil pentru motor în mod-mod vechi necesită asamblarea a zeci de piese. Cu tehnologia de imprimare 3D, totuși, este transformată într-o singură structură, mai complicată. Acest lucru nu numai că îl face mai ușor și mai durabil, dar și scurtează ciclul de producție de la luni la săptămâni. Această paradigmă de „producție bazată pe design” schimbă modul în care companiile din industria de-producție de echipamente de vârf concurează între ele.

2. Cost-eficiență: trecerea de la „explorare cu-cost ridicat” la „aplicație la-la scară largă”
Costul-eficiența imprimării 3D din metal este ceea ce o va face o practică comună. Realizarea matrițelor în mod-de modă veche implică o mulțime de faze, cum ar fi tăierea, prelucrarea cu descărcare electrică și tăierea sârmei. Acest lucru înseamnă utilizarea multor mașini și pași diferite, ceea ce face ca procesul să fie foarte costisitor. Imprimarea 3D metal combină toți pașii pentru a face orice într-un singur articol. Acest lucru face procesul mai ușor și reduce nevoia de muncitori și echipamente în verigile din mijloc.

De exemplu, realizarea unei matrițe pentru o anumită piesă de mașină obișnuia să ia 5 seturi de echipamente, 3 operatori și 72 de ore de timp de procesare, care costa 12.000 de yuani. Acum, cu imprimarea 3D din metal, este nevoie de un singur dispozitiv, un operator și 24 de ore de imprimare, iar costul a scăzut la 4.000 de yuani, o scădere de 67%. De asemenea, imprimarea 3D metalică utilizează mai mult de 95% din material, iar orice pulbere metalică care nu este folosită poate fi reciclată, ceea ce scade prețurile materialelor și mai mult.

Costul inițial al echipamentului pentru imprimarea 3D din metal este mare, iar viteza de imprimare este încă mai mică decât cea a turnării prin injecție tradiționale. Dar dacă tehnologia continuă să devină mai bună și mai mulți oameni încep să o folosească la scară largă, costul echipamentelor va continua să scadă, iar eficiența imprimării va continua să crească. De exemplu, metoda de turnare prin pulverizare cu adeziv trebuie degresată și sinterizată după ce este utilizată, dar se imprimă de 50 până la 100 de ori mai repede decât LPBF și se estimează că va fi foarte utilă pentru producția la scară largă-.

3. Scenariul aplicației: trecerea de la „personalizare-de înaltă calitate” la „producție în masă”
Imprimarea 3D din metal trece încet de la personalizarea de vârf-la producția de masă în fabricarea matrițelor. Imprimarea 3D din metal a devenit principala modalitate de a realiza piese structurale complicate și piese esențiale în domenii precum aerospațiul și apărarea. Imprimarea 3D din metal și-a făcut loc treptat în mai multe etape ale producției de matrițe în sectoare precum fabricarea de mașini și electronice de larg consum. Acest lucru se datorează faptului că se poate adapta rapid la modificările de design și poate realiza loturi mici de produse personalizate.

În sectorul electronicelor de larg consum, de exemplu, pe măsură ce viteza de iterare a produsului a crescut, matrițele au trebuit să fie mai flexibile și mai receptive. Tehnologia de imprimare 3D din metal poate transforma rapid modelele de design în matrițe reale, iar procesul de prindere durează mai puțin, ceea ce face ca ciclul de fabricare a matriței să fie mult mai scurt. Imprimarea 3D din metal poate reduce costurile ciclului de producție și poate face producția mai eficientă pentru realizarea de loturi mici de diferite tipuri de produse turnate prin injecție.

Imprimarea 3D din metal a arătat, de asemenea, o mulțime de promisiuni pentru repararea și remanufacturarea matrițelor. Folosind metode precum depunerea de energie direcționată (DED), secțiunile de matriță uzate-poate fi reparate și refabricate rapid, ceea ce prelungește durata de viață a matrițelor și scade costurile de producție.

4. Colaborare în lanțul industrial: Trecerea de la „descoperire într-un singur punct” la „construcții ecologice”
Imprimarea 3D din metal trebuie să fie principala modalitate de a face matrițe și trebuie creat un ecosistem complet al lanțului industrial. Aceasta înseamnă că furnizorii de materiale din amonte, producătorii de echipamente midstream și furnizorii de servicii de aplicații din aval trebuie să lucreze îndeaproape împreună. De asemenea, înseamnă că trebuie construite sisteme de standardizare și trebuie dezvoltat talentul.

Când vine vorba de materiale, pulberile metalice de-înaltă performanță sunt foarte importante pentru cercetare și utilizare. Folosind noile tehnologii de producție a pulberii de atomizare, companiile naționale au realizat cu succes pulberi de aliaj de titan-de aviație, cu un conținut de oxigen sub un anumit nivel. Calitățile mecanice ale acestor pulberi îndeplinesc specificațiile pentru piesele forjate. Creșterea utilizării materialelor ecologice-de asemenea ajută la schimbarea producției ecologice. De exemplu, acidul polilactic (PLA) și alte materiale biodegradabile devin rapid populare în rândul consumatorilor.

Piața echipamentelor de imprimare 3D din metal de calitate industrială-are un model de „concurență cu două piste” când vine vorba de echipamente. Companiile autohtone au făcut substituții diferențiate în industria militară și în industria energetică nouă prin realizarea de echipamente mari și reducerea costurilor. O companie a construit o imprimantă 3D din metal foarte uriașă care a imprimat cu succes întregul cadru al unui anumit tip de rezervor de stocare a rachetei. Acest lucru arată că China este cea mai bună din lume la fabricarea de componente structurale mari.

Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO) a stabilit standarde pentru tehnologiile de fabricație aditivă care acoperă domenii importante, inclusiv testarea materialelor, calibrarea echipamentelor și asigurarea calității ridicate. Grupurile din industria autohtonă au fost, de asemenea, responsabile de dezvoltarea standardelor de grup pentru imprimarea 3D dentară, ceea ce a ajutat la menținerea în ordine a pieței și a ajutat afacerea să crească într-un mod sănătos.