Svojo risbo ste poslali petim različnim dobaviteljem. Trije so navedli zelo različne cene, eden ni nikoli odgovoril, zadnji pa vas je prosil, da počakate šest tednov samo na ogled vzorca. Če ste kdaj poskušali pridobiti storitev 3D-tiskanja iz titana za nov izdelek, vam to verjetno zveni znano. Titan je ena najtežjih kovin za strojno obdelavo, ena najdražjih za odpadke in eden najmanj prizanesljivih materialov, ko dobavitelj ne ve, kaj počne.
Več inženirjev, oblikovalcev izdelkov in ekip za nabavo -, zlasti v svetu medicinskih pripomočkov -, se obrača stran od tradicionalne CNC obdelave in namesto tega k proizvodnji z dodatki kovin, ki jo vedno bolj nabavljajo iz Kitajske.
V tem vodniku se bomo sprehodili skozi razloge3D tiskanje iz titanase začne, kako postopek dejansko deluje, kako je videti pravi projekt od začetka do konca in kako izbrati proizvajalca, ki mu lahko dejansko zaupate svojo naslednjo serijo delov.
Zakaj več kupcev izbere 3D-tiskanje iz titana namesto tradicionalne strojne obdelave
Titanova zlitina je močna, biokompatibilna in lahka -, zato se uporablja v vsem, od nosilcev za letala do hrbteničnih vsadkov. Težava je v tem, da ga je tudi zelo težko rezati. En sam zapleten del iz titana, strojno izdelan iz trdnega bloka, lahko zavrže 80–90 % surovine kot odpadek, vsak zapravljen gram pa stane.
2,0 milijarde dolarjev do leta 2030
Predviden svetovni trg materialov za 3D-tiskanje iz titana, ki raste za skoraj 28 % letno (Lucintel)
Zdravstveno varstvo in letalstvo sta navedena kot dva največja gonila te rasti, pri čemer so ortopedske 3D tiskane naprave eden najhitreje-rastočih segmentov v celotni industriji medicinskih pripomočkov. Nekaj razlogov, ki se nenehno pojavljajo pri naših strankah:
To je glavna obljuba dobre storitve 3D tiskanja iz titana: manj odpadkov, več svobode pri oblikovanju in hitrejša pot od datoteke CAD do končnega dela.
Zakaj je Kitajska globalno središče za proizvodnjo 3D-tiskanja iz titanove zlitine
Kitajska je v zadnjem desetletju zgradila eno najpopolnejših dobavnih verig za proizvodnjo kovinskih dodatkov na svetu - od atomizacije titanovega prahu do industrijskih-tiskalnikov SLM do CNC naknadne-obdelave in površinske obdelave, ki so pogosto na voljo v istem industrijskem grozdu. Ta navpična integracija je velik razlog, da lahko proizvajalec 3D-tiskanja iz titanove zlitine s sedežem na Kitajskem običajno ponuja hitreje in nižje kot dobavitelj, ki mora oddati prah, tiskanje in končno obdelavo trem ločenim podjetjem v treh različnih državah.
Nekaj stvari, ki jih kupci vedno omenjajo, ko sodelujejo s kitajsko tovarno za 3D-tiskanje titana:
Seveda "s sedežem na Kitajskem" ne pomeni samodejno "zanesljiv" -, o tem, kako dejansko preveriti tovarno, bomo govorili malo nižje.
Kako Titanium 3D tiskanje dejansko deluje (v navadni angleščini)
Večina delov iz titana je izdelana s postopkom, imenovanim selektivno lasersko taljenje (SLM), včasih imenovan tudi DMLS (neposredno lasersko sintranje kovin). Pomislite na to, kot da bi del delali eno neverjetno tanko plast naenkrat - laser zarisuje obliko te plasti v sloj finega titanovega prahu, ga stopi v trdno kovino, nato pa se na vrh razporedi nova plast prahu in postopek se ponovi. Plast za plastjo iz plasti prahu raste trden, gost kovinski del.
Ko je tiskanje končano, gredo deli običajno skozi:
Če ste brali o tej temi, ste verjetno naleteli na izraz Ti6Al4V 3D tiskanje. Ti6Al4V (titan stopnje 5) predstavlja veliko večino delov iz titana, ki se danes tiskajo, in z dobrim razlogom - ponuja odlično razmerje med trdnostjo-in-težo, visoko odpornost proti koroziji in, kar je kritično za uporabo v medicini, dobro biokompatibilnost. To je ista zlitina, ki se uporablja v velikem deležu ortopedskih in zobnih vsadkov po vsem svetu.
Resnična študija primera: Projekt medicinske naprave s Shenzhen JR Precision Technology Co., Ltd.
Študija primera
Shenzhen JR Precision Technology Co., Ltd., kitajski-proizvajalec, ki dela s titanom in drugimi naprednimi zlitinami, se je obrnilo podjetje za medicinske pripomočke, ki je potrebovalo komponento vsadka po meri s porozno rešetkasto strukturo, zasnovano za spodbujanje vraščanja kosti po operaciji. Stranka je že poskušala pridobiti del pri dobavitelju tradicionalne CNC obdelave in naletela je na dve težavi: geometrijo rešetke je bilo preprosto nemogoče obdelati na konvencionalni način, zaradi stroškov na-enoto pri majhnih količinah pa je bil projekt finančno neizvedljiv.
Pristop ekipe:
- Pregledal naročnikove oblikovalske datoteke in označil nekaj prilagoditev geometrije za izboljšanje možnosti tiskanja brez ogrožanja mrežne funkcije
- Izdelal majhno prvo serijo s tiskanjem SLM s prahom Ti6Al4V za potrditev prileganja, poroznosti in mehanske zmogljivosti, preden se je odločil za večjo naklado
- Uporabljena naknadna-obdelava, vključno s toplotno obdelavo in natančno obdelavo na spojenih površinah, ki so zahtevale strožje tolerance
- Pred odpremo je opravil pregled dimenzij in testiranje materiala, da bi potrdil, da deli ustrezajo naročnikovim specifikacijam
Rezultat je bil del, ki bi ga bilo dejansko nemogoče izdelati s konvencionalno strojno obdelavo, dobavljen kot delujoča prototipna serija v delčku časa, ki bi ga zahteval tradicionalni-pristop, ki temelji na orodjih - s prilagodljivostjo za prilagajanje zasnove med iteracijami, ne da bi se dotaknili dragega kalupa ali vpenjala.
Kjer Titanium 3D tiskanje prinaša največjo vrednost
3D-tiskanje iz titana ni pravo orodje za vsako delo, vendar ponavadi zasije v nekaj posebnih situacijah:
Medicinski in zobni vsadki
Hrbtenične kletke, kolčni in kolenski vsadki, lobanjske ploščice in prilagojena zobna ogrodja, ki imajo koristi od poroznih, ko-prijaznih struktur.
Letalske in vesoljske komponente
Nosilci, kanali in strukturni deli, pri katerih je pomemben vsak prihranjen gram teže.
Motošport in avtomobilizem
Komponente izpušnih plinov, deli vzmetenja in drugi zmogljivi deli, pri katerih je prednostno razmerje-in-težo.
Orodja in šablone
Lahka, prilagojena-oprema za proizvodne linije.
Proizvodnja po meri in v-majhnih količinah
Situacije, ko izdelava kalupa ali orodja preprosto ni finančno smiselna.
Kako izbrati zanesljivega proizvajalca ali tovarno 3D tiskanja iz titana
To je tisti del, ki ga večina kupcev preskoči, in običajno gre tam kaj narobe. Preden se zavežete dobavitelju, je vredno preveriti nekaj polj:
Koliko stane 3D tiskanje iz titana?
To je eno najpogostejših vprašanj, ki jih dobimo, iskren odgovor pa je: odvisno. Toda tukaj je tisto, kar dejansko premakne številko:
Kot grobo izhodišče, majhni prototipi iz titana pogosto stanejo od nekaj sto dolarjev na del, kar občutno pada, ko se količine povečujejo -, vendar je edini način, da dobite pravo številko, da pošljete svoj dizajn po ponudbo.
Pogosto zastavljena vprašanja
Da, - titan, zlasti zlitina Ti6Al4V, je ena najpogosteje uporabljenih kovin v aditivni proizvodnji, saj združuje visoko razmerje med-in-težo z odlično odpornostjo proti koroziji in biokompatibilnostjo, zaradi česar je naravno primeren tako za uporabo v medicini kot vesolju.
Kako močni so 3D natisnjeni deli iz titana v primerjavi s strojno obdelanimi deli?Ob pravilnem tiskanju in naknadni-obdelavi (vključno s-toplotno obdelavo za lajšanje napetosti) lahko SLM-natisnjeni deli iz titana dosežejo mehanske lastnosti, primerljive s kovanim titanom, čeprav je natančna zmogljivost odvisna od parametrov tiskanja, orientacije in kakovosti po-obdelavi.
Kakšna je najmanjša količina naročila za titanov 3D-tiskanje na debelo?To se razlikuje glede na dobavitelja, vendar bodo številne tovarne začele z enim samim prototipom ali majhno poskusno serijo, preden bodo razširile na večje veleprodajne količine, tako da lahko potrdite zasnovo, preden se zavežete proizvodnim količinam.
Koliko časa traja, da iz Kitajske dobimo 3D-natisnjen prototip iz titana?Odvisno od kompleksnosti delov in zahtev po-obdelavi je lahko prototip pogosto pripravljen v enem do treh tednih, kar je običajno veliko hitreje kot čakanje na orodje za tradicionalno proizvodnjo.
Ali lahko kitajske tovarne za 3D-tiskanje titana izpolnjujejo medicinske ali vesoljske zahteve za certificiranje?Številne uveljavljene tovarne delajo po standardih ISO 13485 (medicina) ali AS9100 (letalstvo) in lahko zagotovijo materialne certifikate in poročila o inšpekcijskih pregledih -, vendar se to razlikuje glede na dobavitelja, zato je vredno potrditi certifikate neposredno pred oddajo naročila.
Ste pripravljeni na ponudbo?
Če tehtate možnosti za svoj naslednji projekt s titanom -, ne glede na to, ali gre za prototip enega medicinskega pripomočka ali za proizvodnjo več sto delov -, je najlažji naslednji korak preprost: pošljite svojo risbo. Dober proizvajalec vam bo iskreno povedal, ali je 3D-tiskanje pravo za vaš del, označil morebitne prilagoditve dizajna, ki bi olajšali proizvodnjo, in vam dal pravo ponudbo - brez pritiska, brez obveznosti, da greste naprej, če ni pravo ujemanje.