Покупатели-производители продолжают сталкиваться с одними и теми же проблемами, связанными с традиционными инструментами и нестандартными металлическими деталями: сроки изготовления пресс-форм в несколько-недель или несколько{1}}месяцев, высокие первоначальные затраты, которые окупаются только при больших объемах, и дорогостоящая реальность, заключающаяся в том, что любое изменение конструкции означает, что нужно начинать все сначала. Для небольших---серийных объемов, приспособлений и приспособлений или сложных нестандартных компонентов эти ограничения замедляют работу и увеличивают совокупную стоимость владения.
3D-печать металлом стала практическим решением-сокращает сроки, сокращает количество отходов и открывает возможности для создания геометрии, которую обычные станки с ЧПУ или литье просто не могут обеспечить экономически эффективно-.
Почему традиционные инструменты с трудом справляются со своими задачами
Традиционные методы-обработки твердых инструментов с ЧПУ, литья по выплавляемым моделям или процессов, основанных на-матрицах-, требуют больших не-периодических затрат на проектирование и длительных сроков выполнения. Твердые инструменты для литьевых форм или штампов часто стоят от 10 000 до 75 долларов США000+, а срок выполнения заказа составляет 4–12 недель (дольше для сложных инструментов с несколькими-полостями). Инструменты из мягкого алюминия немного помогают, но все равно это занимает недели и изнашивается быстрее. Каждое изменение конструкции приводит к новому программированию, приспособлениям или переработке пресс-формы. Субтрактивные процессы также приводят к потере 20–50 % материала, а сложные внутренние элементы, такие как конформные каналы охлаждения, затруднительны или невозможны без многоосных установок и вторичных операций.
Эти болевые точки сильнее всего возникают при мелкосерийном-производстве или производстве мостов, быстром создании прототипов светильников и проектах, в которых геометрия постоянно меняется. Покупатели, ищущие альтернативы, все чаще обращаются к 3D-печати металлом, поскольку она полностью исключает использование физических инструментов и смещает экономику в сторону сложности и скорости, а не чистого объема.
Что решает 3D-печать металлом в индивидуальном производстве
3D-печать металла (в основном процессы лазерной сварки в порошковом слое, такие как DMLS/SLM) позволяет создавать детали слой за слоем из металлического порошка. Никаких форм. Никакого обширного крепления. Настоящая свобода дизайна.
Ускоренная обработка шаблонов, приспособлений и инструментальных вставок
Напечатанные приспособления, приспособления и вставки в пресс-формы могут пройти путь от САПР до готовой детали за несколько дней, а не недель. Конформные каналы охлаждения во вставках литьевых-форм для литья под давлением-почти невозможны при обычном сверлении-обычно сокращают время цикла на 15–40 %. Время выполнения вставок для функционального инструмента обычно сокращается до 1–2 недель по сравнению с 4–8+ неделями для обычных эквивалентов. Снижение веса примерно на 40 % по сравнению с прочными инструментами, обработанными на станках с ЧПУ-, также улучшает эргономику в цехах.
Снижение затрат при производстве малых---средних объемов
При нулевом использовании инструментов NRE 3D-печать металлом часто оказывается более экономичной для количества от 1 до примерно 50–200 деталей, в зависимости от геометрии и материала. Сложные детали из титана или инструментальной-стали, которые требуют обширной механической обработки и высокого уровня брака, часто обходятся дешевле, если использовать аддитивные технологии в небольших объемах. Безубыточность-по сравнению с ЧПУ обычно составляет от десятков до сотен единиц для сложной геометрии; простые призматические детали скорее отдают предпочтение станкам с ЧПУ.
Свобода проектирования сложной геометрии
Внутренние решетки, топологические-оптимизированные конструкции, консолидированные сборки и органичные формы становятся практичными. Это важно для легких приспособлений, конформного охлаждения и деталей, для которых раньше требовалось несколько обработанных компонентов плюс сборка. Таким образом, 3D-печать металла для изготовления инструментов работает как в качестве быстрого инструмента, так и в качестве моста к более крупнообъемному традиционному производству.
От оснастки к медицинской-точности - Куда движется технология
Те же преимущества процесса, которые помогают промышленным инструментам перейти непосредственно в-высокоценную медицинскую работу. Прецизионные медицинские изделия, изготовленные на станках с ЧПУ, по-прежнему необходимы для компонентов, требующих сверх-жестких допусков и специальной обработки поверхности. В то же время,Титановые сплавы Медицинские имплантаты, напечатанные на 3D-принтеребыстро растут, поскольку аддитивное производство позволяет создавать-индивидуальную геометрию и пористые структуры, которые способствуют остеоинтеграции.
Титановые сплавы и биосовместимость
Ti-6Al-4V (и марки ELI) доминируют благодаря доказанной биосовместимости, коррозионной стойкости, высокому соотношению прочности-к весу и прочным механическим свойствам. Аддитивные процессы создают контролируемую пористость и решетчатую структуру, которая лучше соответствует модулю кости, уменьшая защиту от напряжений и улучшая долговременную фиксацию. Аддитивное производство металлов занимает все большую долю доходов от медицинских AM.
Почему точность имеет большее значение в медицинских целях
Медицинские устройства требуют строгого отслеживания материалов, проверенных процессов и зачастую существенной пост--обработки-HIP, отделки поверхности и обработки критически важных интерфейсов на станках с ЧПУ-, чтобы соответствовать нормативным и клиническим стандартам. Гибридные рабочие процессы (печать сложной пористой или почти-чистой формы, а затем обработка важных поверхностей с помощью ЧПУ) сочетают в себе сильные стороны обеих технологий.
3D-печать металлом или обработка на станке с ЧПУ -, что подойдет вашему проекту
|
|---|
3D-печать металлом или обработка на станке с ЧПУ редко являются выбором «или/или». Во многих успешных проектах используются добавки для сложного ядра и ЧПУ для критически важных интерфейсов, что обеспечивает как свободу проектирования, так и требуемую точность.
Пример использования Sunhingstones
Тематическое исследование
Среднему-промышленному заказчику требовались специальные инструментальные вставки и семейство титановых приспособлений для мелкого-производства для новой линейки продуктов. Традиционные расценки на твердый инструмент составляли 6–8 недель и 18 000–35 000 долларов за комплект, при этом практически не было места для повторного проектирования каналов охлаждения.
Переключение на3D печать металломСервис доставил функциональные вставки менее чем за две недели при примерно 40–50 % более низкой первоначальной стоимости. Доработки дизайна выполнялись в цифровом формате с минимальным влиянием на график. Сами приспособления, которые ранее считались много-заготовками с ЧПУ с большим количеством отходов материала, были распечатаны, а затем обработаны на окончательной-механической обработке. Время выполнения заказа сократилось более чем вдвое, а стоимость одной-детали снизилась при пилотном запуске менее 100 единиц.
Результаты включали более быстрый запуск линии, меньшее количество ограничений-приостановки проектирования и явную экономию как на инструментах, так и на ранних этапах производства. Пост--обработка и окончательная проверка по-прежнему добавлялись на несколько дней, поэтому общий срок не был мгновенным,-но чистое улучшение оставалось существенным.
Как выбрать надежного производителя 3D-печати металлом
Сертификация и контроль качества
Ищите ISO 9001 в качестве базового уровня, а также AS9100 для аэрокосмической отрасли или ISO 13485 для медицины. Документированный контроль процессов, связанный с обработкой порошка, проверкой параметров сборки и вопросами неразрушающего контроля. Последующая-обработка - термообработка, HIP, чистовая обработка на станках с ЧПУ, обработка поверхности - должны выполняться собственными силами-или быть тесно интегрированными.
Отслеживание материалов для деталей медицинского-класса
Медицинские и регулируемые приложения требуют полного отслеживания партий порошков, параметров процесса и готовых деталей. Запросите сертификаты на материалы, данные механических испытаний из свидетельских купонов и доказательства проверенных процессов.
Когда вы оцениваете производителя 3D-печати металлом или службу 3D-печати металлом на заказ, попросите образцы деталей, просмотрите тематические исследования в вашей отрасли и подтвердите возможности как для прототипирования, так и для мелкосерийного---производства. Завод, который также предлагает дополнительную прецизионную обработку на станках с ЧПУ, может более эффективно поддерживать гибридные рабочие процессы.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Для чего используется 3D-печать металлом в инструментах?
Ответ: В первую очередь это быстродействующие инструментальные вставки (особенно с конформным охлаждением), приспособления, приспособления и мостовые инструменты, которые ускоряют разработку продукта и сокращают затраты на итерацию.
Вопрос: Является ли 3D-печать металлом дешевле, чем обработка на станке с ЧПУ для небольших партий?
О: Да, часто для сложной геометрии в количествах примерно 1–50 (иногда больше). Простые детали и большие объемы обычно предпочитают станки с ЧПУ.
Вопрос: Можно ли с помощью 3D-печати металлом производить детали из медицинского-титана?
А: Да. Ti-6Al-4V и родственные сплавы обычно печатаются для имплантатов и инструментов, после чего обычно следует прецизионная обработка и полная проверка процесса на соответствие нормативным требованиям.
Вопрос: Как мне выбрать надежного производителя 3D-печати металлом?
О. Сосредоточьтесь на сертификации, отслеживании материалов, проверенном опыте работы в вашем приложении (инструментальном или медицинском), интегрированной пост-обработке и прозрачном ценовом предложении с реалистичными сроками выполнения заказов.
Вопрос: Эффективна ли 3D-печать металлом-при небольших объемах?
О: Для сложных или индивидуально изготовленных металлических деталей — да,-особенно, если в противном случае традиционные затраты на оснастку и длительное время выполнения заказа были бы невозможны.
Двигайтесь быстрее в своем следующем проекте
Хватит неделями ждать инструментов, которые могут нуждаться в доработке в момент изменения конструкции. Если вам нужны металлические приспособления и приспособления, напечатанные на 3D-принтере, быстродействующие инструментальные вставки или прецизионные титановые компоненты, поговорите с командой инженеров, которая учтет ваши требования к геометрии, объему и производительности и порекомендует наиболее эффективный путь:-чистый аддитивный, гибридный или традиционный. Обратитесь к опытной фабрике 3D-печати металлом или в службу 3D-печати металлом на заказ уже сегодня. Получите практические рекомендации, подкрепленные реальными данными процесса, и начинайте двигаться быстрее.