تفاوت بین چاپ سه بعدی فلزی و ماشینکاری سنتی CNC در ساخت قالب چیست؟

一، اصل فنی: یک تغییر پارادایم در تولید افزایشی و کاهشی
چاپ سه بعدی فلزی از روش "لایه به لایه انباشته" برای تولید افزودنی استفاده می کند. پودر فلزی مانند آلیاژ تیتانیوم یا فولاد ریخته‌گری شده را با استفاده از لیزر یا پرتو الکترونی ذوب می‌کند و سپس اشکال هندسی پیچیده‌ای را مستقیماً از مدل‌های دیجیتال سه بعدی-می‌سازد. مزیت اصلی آن این است که بر مشکلات ماشینکاری سنتی که دسترسی به ابزار و استفاده از گیره را دشوار می کند، غلبه می کند. همچنین می‌تواند طراحی بهینه‌سازی توپولوژی، از جمله توخالی کردن داخل، پر کردن شبکه، و ساخت کانال‌های آب خنک‌کننده مناسب را انجام دهد. به عنوان مثال، Zhongrui Technology درج قالب تزریق سفارشی را برای صنعت خودرو ساخت. این درج ها چسبندگی بین مدار آب خنک کننده و سطح محصول را از طریق پرینت سه بعدی تا 95 درصد افزایش دادند، چرخه قالب گیری تزریقی را تا 42 درصد کاهش دادند و نرخ تاب برداشتن محصول را تا 67 درصد کاهش دادند.
در تولید کاهشی، ماشین‌کاری سنتی CNC با «حذف مواد» کار می‌کند. از ابزارهای برش متصل در محورهای زیادی برای برش، آسیاب، مته کاری و انجام کارهای دیگر برای بیلت های فلزی استفاده می کند. بلوغ تکنولوژیکی آن با توانایی آن در مدیریت دقت در سطح میکرومتر (± 0.005 میلی متر) و صافی سطح (Ra0.8 میکرومتر) نشان داده می شود. این آن را برای ماشینکاری محصولات با استحکام بالا با فرم های معمولی عالی می کند. به عنوان مثال، دستگاه حکاکی و فرز سرامیکی از Xintenghui CNC می تواند با استفاده از یک سیستم حفاظتی ویژه و فناوری سنگ زنی دقیق، میزان شکستگی لبه قالب های سرامیکی را زیر 0.3٪ نگه دارد. این الزامات سخت بسته بندی نیمه هادی برای مقاومت در برابر سایش قالب را برآورده می کند.
2، سناریوی کاربردی: خط بین ساخت و سازهای پیچیده و تولید انبوه
کاربردهای پیشرفت در ساخت سازه های پیچیده
چاپ سه بعدی فلزی در سه زمینه اصلی تاثیر زیادی بر ساخت قالب دارد:
شکل سیستم خنک‌کننده زیر: کانال‌های سنتی آب خنک‌کننده قالب با روش‌های حفاری محدود می‌شوند، که باعث می‌شود تناسب کامل با کانتور محصول سخت شود. با تقلید از دینامیک سیالات، فناوری چاپ سه بعدی یکنواختی میدان دمای قالب را بیش از 50٪ بهبود می بخشد. شرکت خاصی که لوازم خانگی تولید می کند از این تکنیک استفاده کرد و میزان بازده پوسته های تهویه مطبوع قالب گیری تزریقی از 89 درصد به 98 درصد رسید. صرفه جویی سالانه در برق برای یک مجموعه قالب بیش از 120000 یوان بود.
ساخت سبک: با بهینه سازی توپولوژی، 30% تا 60% از مواد غیر باربر- حذف می‌شود و وزن قالب‌های چاپی سه بعدی در مقایسه با طرح‌های سنتی ۴۵% کاهش می‌یابد و در عین حال استحکام سازه حفظ می‌شود. یک براکت جدید بسته باتری خودروهای انرژی‌زا ساخته شده از چارچوب آلیاژ آلومینیوم چاپ سه بعدی-از آزمایش 150 درصد اضافه بار جان سالم به در برد، 38 درصد وزن خود را از دست داد و 8 درصد برد خود را به دست آورد.
قالب‌گیری یکپارچه قطعات پیچیده: در روش‌های سنتی، از جمله بلوک‌های الگوی قالب تایر لاستیکی و قالب‌های الگوی زیره کفش، قطعات باید پردازش شوند و جداگانه کنار هم قرار گیرند. 3چاپ D می‌تواند یک قالب کامل بسازد و از اشتباهات در مونتاژ خلاص شود. این فناوری در یک شرکت تایرسازی مورد استفاده قرار گرفت و مدت زمان ساخت قالب از 45 روز به 12 روز با دقت الگوی 0.02 میلی متر رسید.
3، مزیت اصلی تولید انبوه
این واقعیت که ماشینکاری CNC را نمی توان در قالب سازی جایگزین کرد با موارد زیر نشان داده شده است:
انطباق پذیری مواد: می تواند با مواد بسیار سخت کار کند، مانند فولاد خاموش شده و آلیاژهای سخت (HRC55 یا بالاتر)، که این همان کاری است که قالب های ریخته گری قالب باید قادر به انجام آن باشند. یک مرکز ریخته‌گری قالب خاص از قالب‌های ریخته‌گری CNC{4}}آلیاژ منیزیم فرآوری‌شده{{5} استفاده می‌کند که 200000 بار دوام می‌آورند، که سه برابر بیشتر از قالب‌های چاپی سه بعدی-است.
کیفیت سطح: با استفاده از تکنیک‌های پردازش پس از{2} از جمله فرزکاری دقیق و پرداخت، می‌توان به سطح آینه{0} (Ra0.2 μm) دست یافت. این استاندارد استانداردهای بهداشتی قالب های نوری و قالب های بسته بندی مواد غذایی را برآورده می کند. یک شرکت بسته‌بندی لوازم آرایشی از قالب‌های پریفرم بطری PET پردازش‌شده CNC{5} استفاده کرد که باعث شفاف‌تر شدن محصول (92%) و کاهش ضایعات (0.5%) شد.
اقتصاد دسته ای: برای قالب هایی که بیش از 5000 قطعه در سال می سازند، ماشینکاری CNC 60٪ تا 70٪ کمتر از چاپ سه بعدی برای هر قطعه هزینه دارد. یک تامین کننده خاص قطعات خودرو از تولید انبوه CNC برای قالب سپر خود استفاده می کند. هزینه یک قالب تنها 800000 یوان نگه داشته می شود، در حالی که هزینه چاپ سه بعدی 1.2 میلیون یوان است.
4، ساختار هزینه ها: بازی تعادل بین سرعت و دقت
1. هزینه تجهیزات و لوازم
چاپ سه بعدی با فلز: ابزارهای درجه صنعتی- معمولاً بین 2 تا 8 میلیون یوان و پودر آلیاژ تیتانیوم بین 800 تا 1200 یوان در هر کیلوگرم قیمت دارند. از طرف دیگر، میزان استفاده از مواد به 90 درصد می رسد که 40 درصد بیشتر از ماشینکاری CNC است. یک شرکت هواپیمایی خاص از چاپ سه بعدی برای ساخت تیغه های موتور استفاده کرده است که در مقایسه با ریخته گری سنتی، قیمت مواد را 35 درصد کاهش داده است.
ماشینکاری CNC: پنج مرکز ماشینکاری پیوند محوری بین 1.5 تا 5 میلیون یوان هزینه دارند و تقریباً 15٪ تا 20٪ این هزینه برای ابزار است. یک کارخانه قالب‌سازی با بهینه‌سازی مسیر برش و استفاده از تیغه‌های برگشت‌پذیر، هزینه یک مجموعه قالب را از 120000 یوان به 70000 یوان کاهش داد.
2. پرینت سه بعدی هزینه زمانی: زمان لازم برای ساخت قالب با ساختارهای پیچیده در مقایسه با روش های سنتی به نصف تا 70 درصد کاهش می یابد. یک شرکت پزشکی می تواند یک قالب کاشت ارتوپدی سفارشی را تنها در 72 ساعت بسازد که 80 درصد سریعتر از چرخه 15 روزه ماشینکاری CNC است.
ماشینکاری CNC: زمان پردازش قالب را می توان با استفاده از فناوری برش با سرعت بالا (HSC) 30٪ تا 40٪ کاهش داد. یک مرکز ماشینکاری دوک با سرعت 8000 دور در دقیقه به یکی از شرکت‌های تولید قالب محصول 3C کمک کرد تا زمان لازم برای ساخت قالب قاب تلفن را از 18 ساعت به 11 ساعت کاهش دهد.