Ovatko muottiteollisuuden asiakkaat valmiita hyväksymään 3D-painettuja muotteja?

一, Sovellusskenaario: siirtyminen "uusien asioiden kokeilemisesta" "olennaisiin tarpeisiin"
1. Ruiskumuotti: paras konformisen jäähdytyksen käyttö
Yli 95 % 3D-tulostustekniikasta käytetään ruiskuvalussa, mikä tekee siitä alan, jolla on korkein tunkeutumisaste. Vanhojen muottien lineaarinen jäähdytyskanava voi helposti saada ruiskuvaletut osat jäähtymään epätasaisesti, mikä voi johtaa ongelmiin, kuten vääntymiseen ja kutistumiseen. "Muotoa seuraavan jäähdytyksen" avulla jäähdytyskanavat sopivat tuotteen muotoon ja luovat verkoston lämmön tasaiselle leviämiselle. Esimerkiksi tietty auton sisämuotti leikkasi jäähdytysajan 21,73 sekunnista 17 sekuntiin tulostamalla 3D-muotoinen kanava. Se myös leikkasi ruiskupuristussykliä 40 % ja yhden kappaleen hintaa 110 000 yuania. Ruiskuvaluyritykset ottivat ensimmäisinä käyttöön 3D-tulostusmuotteja, koska ne paransivat suoraan tuotannon tehokkuutta.

2. Painevalumuotit: tekninen edistys{1}}korkeapaineasetuksissa
Korkeapaineisten -painevalumuottien- on kestettävä korkeita lämpötiloja, korkeita paineita ja toistuvia lämpöiskuja. Perinteiset menetelmät vaativat monimutkaisia ​​jäähdytysjärjestelmiä ja säännöllistä ruiskuvoitelua. 3D-tulostustekniikka parantaa jäähdytyskanavien suunnittelua, vähentää ruiskutuksen tarvetta ja pidentää muottien käyttöikää. Esimerkiksi kun 3D-tulostusosia käytettiin tietyssä alumiiniseoksesta valmistetun muotti-valumuotissa, ruiskutustiheys putosi 30 % ja muotin käyttöikä piteni 20 000:sta 50 000 kertaan. Painevaluliiketoiminnalla on tiukat standardit materiaalien toimivuudelle, mutta konformisen jäähdytyksen tuomat tehokkuusedut saavat asiakkaat hitaasti hyväksymään 3D-tulostusvaihtoehdot.

3. Monimutkaiset rakenneosat: tyypillisen käsittelyn rajojen ylittäminen
3D-tulostuksella on tiettyjä etuja muotin osissa, joita on vaikea työstää perinteisillä menetelmillä, kuten syväraudoitus, ohuet seinät ja epätasaiset rakenteet. Esimerkiksi tietyllä sähkösavukkeen kuoren muotilla on monimutkainen muoto, joka on puristettava useita kertoja, ja sen romuprosentti on korkea, kun se tehdään vanhanaikaisella-tavalla. Mutta suoran 3D-tulostuksen muovauksen jälkeen riittoprosentti nousi 98 prosenttiin ja jonkin tekemiseen kuluva aika väheni 50 %. 3D-tulostus voi myös tehdä "hybridivalmistusta", mikä tarkoittaa monimutkaisten rakenteiden varttamista ja tulostamista koneistetuille alustoille, mikä säästää vielä enemmän rahaa.

2, Kustannusetu: Siirtyminen "korkeista kustannuksista" "täyden syklin arvoon"
1. Yksittäisten tuotteiden kustannusten vertailu: Taloudellisuus pienissä erätilanteissa
Yhden metallisen 3D-tulostusmuotin valmistuskustannukset ovat edelleen 7–12 kertaa korkeammat kuin perinteisillä menetelmillä, mutta tämä ero on nopeasti umpeutumassa pienten erien ja räätälöityjen tuotantojen osalta. Esimerkiksi asiakas tarvitsee 5 muottisarjaa, mutta 3D-tulostuksen jälkeen suunnittelun parantamiseen tarvitaan vain 2 sarjaa tuotantokapasiteettitarpeiden täyttämiseen. Tämä säästää 3 muottisarjaa, jotka kattavat 3D-tulostuksen kustannukset. Lisäksi 3D-tulostus alentaa muottien avaamiskustannuksia ja alentaa alle 5000 kappaletta vuodessa valmistettavien tuotteiden kokonaiskustannuksia.

2. Koko elinkaarikustannukset: tehokkaamman tekemisen hyödyt eivät aina ole ilmeisiä.
3D-tulostusmuottien edut ovat muutakin kuin alhaisemmat valmistuskustannukset; ne myös tehostavat koko elinikää. Esimerkiksi, kun 3D-tulostus mukautettuja vesikanavia tietylle autonosimuotille, ruiskupuristussykliä leikattiin 25 %, laitteiden käyttö kasvoi 15 % ja sähkökulut laskivat yli 200 000 yuania vuodessa. Samaan aikaan parempi jäähdytyskonsistenssi on vähentänyt romun määrää 5 %:sta 1 %:iin, mikä säästää 30 tonnia materiaalia vuodessa. Itse muotti ei välttämättä maksa paljon enemmän kuin nämä piilotetut edut.

3. Materiaalin lokalisointi: tärkeä tekijä kustannusten alentamisessa
Varhaisissa 3D-tulostusmuoteissa käytettiin muiden maiden jauheita, jotka muodostivat jopa 60 % materiaalien hinnasta. Materiaalien hinnat ovat laskeneet 40 %, koska kotimaiset 18Ni300, CX ja muut muottiteräsjauheet ovat kypsyneet. Niiden suorituskyky on nyt lähellä tuontijauheiden suorituskykyä. Esimerkiksi Yhdysvalloissa valmistettu jauhepainettu-muotti vastaa H13-terässtandardia korroosionkestävyyden, kovuuden ja muiden tekijöiden osalta, mutta maksaa siitä vain 60 %. Materiaalien lokalisointi siirtää 3D-tulostusmuotteja korkealaatuisista räätälöidyistä{15}}päämarkkinoille.

3, tekninen haaste: siirtyminen "saatavilla" -tilasta "helppokäyttöiseen"
1. Tarkkuus ja pinnan laatu: jälkikäsittelyn-tarve
3D-tulostusmuotti on jälkikäsiteltävä, jotta se vastaa muottistandardeja, joihin kuuluu alkutarkkuus ± 0,2 mm ja pinnan karheus Ra8-12. Tämä voidaan tehdä hiekkapuhalluksella ja kiillottamalla. Esimerkiksi tietyn -kiiltävän ruiskuvalumuotin on täytettävä A1-kiillotusstandardi, joka edellyttää viisi perinteistä menetelmää. Toisaalta 3D-tulostettu objekti voi saavuttaa standardin vain kahdella prosessilla käyttämällä erityistä prosessiparametripakettia. Jälkikäsittely maksaa enemmän, vaikka tekniikka, kuten automaattinen hiekkapuhallus ja CNC-tarkkuustyöstö, tekevät tästä menettelystä hitaasti nopeamman ja halvemman.

2. Materiaalin ominaisuudet: Mitä tapahtuu, kun asiat kuumenevat liian kuumaksi
Jotkut 3D-tulostuksessa käytetyt materiaalit eivät toimi yhtä hyvin korkeissa lämpötiloissa. Esimerkiksi valoherkästä hartsista valmistetut muotit muuttavat muotoaan lämpötilan noustessa yli 260 asteen ja kestävät alle 100 kertaa. Jotkut materiaalit, kuten varhainen H13-teräs, rikkoutuvat edelleen, vaikka metalliset 3D-tulostusmuotit kestävät korkeita lämpötiloja. Mutta korkean -suorituskykyisten materiaalien, kuten martensiittisen vanhentuneen teräksen ja nikkeli-pohjaisten metalliseosten, yleistyessä 3D-painetut muotit voivat nyt vastata useimpiin ruiskupuristus- ja painevalu{12}}tarpeisiin. Esimerkiksi lentokoneen moottorin siiven muotissa käytetään 3D--painettua nikkeli--pohjaista seosta, joka toimii hyvin 1200 asteen kulmassa.

3. Alan standardit: "kokemusperäisestä" "normijohtamaan" 3D-tulostusmuoteissa ei ole standardiohjeita suunnittelulle, prosessiparametreille, testaustekniikoille jne. Sen sijaan ne riippuvat siitä, mitä kukin yritys on oppinut. Esimerkiksi yksi asiakas ei voinut tulostaa, koska ripustuskulma oli väärä, kun taas toinen asiakas heitti muotin pois, koska siinä ei ollut tarpeeksi tilaa tarkalle koneistukselle. Teollisuus vaatii rakentamisen standardointia tämän ongelman ratkaisemiseksi. Esimerkiksi Kaiben 3D on vastannut dokumenttien, kuten "3D Shape Following Waterway Design Specification" ja "Mold Steel Printing Process Specification", kehittämisestä, jotka muuttavat teollisen tiedon ratkaisuiksi, joita voidaan käyttää yhä uudelleen.