Kakšna je razlika med kovinskim 3D tiskanjem in tradicionalno CNC obdelavo pri izdelavi kalupov?

一, Tehnični princip: sprememba paradigme v aditivni in subtraktivni proizvodnji
Kovinski 3D-tiskanje uporablja metodo aditivne izdelave "plast za plastjo zlaganja". Tali kovinski prah, kot je titanova zlitina ali lito jeklo, z uporabo laserskega ali elektronskega žarka in nato zgradi zapletene geometrijske oblike neposredno iz-tridimenzionalnih digitalnih modelov. Njegova glavna prednost je, da odpravi težave s tradicionalno strojno obdelavo, ki otežujejo dostop do orodij in uporabo sponk. Prav tako lahko naredi načrt optimizacije topologije, vključno z izdolbljanjem notranjosti, polnjenjem rešetke in izdelavo kanalov za hladilno vodo, ki ustrezajo. Na primer, Zhongrui Technology je izdelala vložke za brizganje po meri za avtomobilsko industrijo. Ti vložki so s 3D-tiskanjem povečali oprijem med krogom hladilne vode in površino izdelka na 95 %, skrajšali cikel brizganja za 42 % in zmanjšali stopnjo krivljenja izdelka za 67 %.
Pri subtraktivni proizvodnji tradicionalna CNC obdelava deluje tako, da "odstranjuje material". Uporablja povezana rezalna orodja na številnih oseh za rezanje, rezkanje, vrtanje in druge stvari na kovinskih gredicah. Njegova tehnološka zrelost se kaže v sposobnosti obvladovanja natančnosti na mikrometrski ravni (± 0,005 mm) in gladkosti površine (Ra0,8 μm). Zaradi tega je kot nalašč za strojno obdelavo izdelkov visoke-trdnosti pravilnih oblik. Na primer, stroj za rezkanje in rezkanje keramike podjetja Xintenghui CNC lahko obdrži stopnjo lomljenja robov keramičnih kalupov pod 0,3 % z uporabo posebnega zaščitnega sistema in tehnologije natančnega brušenja. To izpolnjuje stroge zahteve polprevodniške embalaže glede odpornosti proti obrabi.
2, scenarij uporabe: Meja med zapletenimi konstrukcijami in množično proizvodnjo
Prelomne uporabe pri izdelavi zapletenih struktur
3D-tiskanje kovin ima velik vpliv na izdelavo kalupov na treh glavnih področjih:
Hladilni sistem, ki sledi obliki: tradicionalni vodni kanali za hlajenje kalupov so omejeni s postopki vrtanja, zaradi česar je težko doseči popolno prileganje konturi izdelka. S posnemanjem dinamike tekočin tehnologija 3D tiskanja izboljša enakomernost temperaturnega polja kalupa za več kot 50 %. Določeno podjetje, ki proizvaja gospodinjske aparate, je uporabilo to tehniko in stopnja izkoristka za ohišja klimatskih naprav za brizganje je šla z 89 % na 98 %. Letni prihranek energije za en komplet kalupov je bil več kot 120000 juanov.
Lahka konstrukcija: z optimizacijo topologije se odstrani od 30 % do 60 % ne-obremenjenih-materialov, teža 3D-natisnjenih kalupov pa se zmanjša za 45 % v primerjavi s tradicionalnimi zasnovami, hkrati pa se ohrani trdnost strukture. Nov nosilec baterijskega sklopa za energijska vozila, izdelan iz 3D-natisnjenega ogrodja iz aluminijeve zlitine, je preživel 150-odstotni preskus preobremenitve, izgubil 38 % svoje teže in pridobil 8 % dosega.
Integrirano oblikovanje zapletenih delov: pri tradicionalnih metodah, vključno z vzorčnimi bloki gumijastih pnevmatik in kalupi z vzorčnimi podplati čevljev, je treba dele obdelati in sestaviti ločeno. 3D-tiskanje lahko naredi cel kalup in se znebi napak pri sestavljanju. To tehnologijo so uporabili v podjetju za proizvodnjo pnevmatik in čas, potreben za izdelavo kalupov, je trajal od 45 dni do 12 dni, z natančnostjo vzorca 0,02 mm.
3, Glavna prednost množične proizvodnje
Da CNC obdelave ni mogoče nadomestiti pri izdelavi kalupov, dokazuje:
Prilagodljivost materiala: deluje lahko z materiali, ki so precej trdi, kot so kaljeno jeklo in trde zlitine (HRC55 ali višje), kar morajo biti sposobni-kalupi za tlačno litje. Poseben-obrat za tlačno litje uporablja CNC-obdelane kalupe-za tlačno litje iz magnezijeve zlitine, ki zdržijo 200.000-krat, kar je trikrat dlje kot 3D-natisnjeni kalupi.
Kakovost površine: Zrcalno{0}}površino (Ra0,2 μm) je mogoče doseči s tehnikami naknadne-obdelave, vključno z natančnim rezkanjem in poliranjem. To izpolnjuje higienske standarde za optične kalupe in kalupe za pakiranje hrane. Podjetje za pakiranje kozmetičnih izdelkov je uporabilo CNC-obdelane kalupe za steklenice PET, zaradi česar je bil izdelek bolj pregleden (92 %) in zmanjšal količino odpadkov (0,5 %).
Serijsko gospodarstvo: Za kalupe, ki izdelajo več kot 5000 kosov na leto, CNC obdelava stane od 60 % do 70 % manj na kos kot 3D tiskanje. Določen dobavitelj avtomobilskih delov uporablja CNC množično proizvodnjo za svoj model odbijača. Cena posameznega kalupa je 800.000 juanov, medtem ko je cena 3D tiskanja 1,2 milijona juanov.
4, Struktura stroškov: igra ravnotežja med hitrostjo in natančnostjo
1. Stroški opreme in zalog
3D-tiskanje s kovino: industrijska-orodja običajno stanejo med 2 in 8 milijoni juanov, prah iz titanove zlitine pa med 800 in 1200 juanov na kilogram. Stopnja izkoriščenosti materiala pa je kar 90-odstotna, kar je 40 odstotnih točk več kot pri CNC obdelavi. Določeno letalsko podjetje je uporabilo 3D-tiskanje za izdelavo lopatic motorja, kar je znižalo cene materiala za 35 % v primerjavi s tradicionalnim litjem.
CNC obdelava: pet{0}}osni obdelovalni centri stanejo med 1,5 in 5 milijoni juanov in približno 15 % do 20 % teh stroškov je za orodja. Ena tovarna kalupov je znižala ceno enega kompleta kalupov s 120.000 juanov na 70.000 juanov z optimizacijo rezalne poti in uporabo reverzibilnih rezil.
2. Časovni stroški 3D-tiskanja: Čas, potreben za izdelavo kalupov s kompleksnimi strukturami, se prepolovi na 70 % v primerjavi s tradicionalnimi metodami. Medicinsko podjetje lahko izdela model ortopedskega vsadka po meri v samo 72 urah, kar je 80 % hitreje od 15-dnevnega cikla CNC obdelave.
CNC obdelava: čas obdelave kalupa je mogoče skrajšati za 30 % do 40 % z uporabo tehnologije visoko-hitrostnega rezanja (HSC). Obdelovalni center z vretenom z 8000 obrati na minuto je enemu podjetju 3C za oblikovanje izdelkov pomagal skrajšati čas, potreben za izdelavo kalupa za okvir telefona, z 18 ur na 11 ur.