چرا صنعت قالب به طور فزاینده ای از چاپ سه بعدی فلزی استفاده می کند؟

1. آزادی طراحی محدودیت های تولید سنتی را از بین می برد.
قالب‌سازی سنتی محدودیت‌هایی دارد، مانند اینکه چقدر راحت به ابزار دسترسی پیدا می‌کنید و گیره‌ها چقدر پایدار هستند. همچنین، ساختارهای داخلی پیچیده اغلب باید از چندین قسمت کنار هم قرار گیرند، که باعث می شود دقت کمتری داشته باشند و هزینه بیشتری نیز داشته باشند. با تولید لایه به لایه افزودنی، چاپ سه بعدی فلزی به طور کامل محدودیت های طراحی را حذف می کند:
نوآوری کانال‌های خنک‌کننده منسجم: به سختی می‌توان با استفاده از کانال‌های استاندارد خنک‌کننده سوراخ مستقیم در قالب‌های تزریق، خنک‌سازی یکنواخت را به دست آورد، که می‌تواند باعث تغییر شکل محصول تا 15% تا 20% شود. 3چاپ D ممکن است رودخانه‌هایی از جمله مارپیچ و دندریت را مستقیماً غیر مستقیم ایجاد کند. این کار خنک سازی را تا 40 درصد موثرتر می کند و چرخه قالب گیری را 30 تا 50 درصد کاهش می دهد. برای مثال، زمانی که گوشی‌های هوآوی به طراحی کانال‌های توپولوژی{8}بهینه‌شده برای قالب فریم روی آوردند، ساخت یک جزء به جای 120 ثانیه 75 ثانیه طول کشید و نرخ بازده از 89 درصد به 98 درصد افزایش یافت.
اجرای سازه سبک: با ساخت سازه‌های بیومیمتیک مانند ساختارهای شبکه‌ای و دنده‌های تقویت‌کننده دیواره نازک، قالب را می‌توان 30 تا 50 درصد سبک‌تر کرد، بدون اینکه استحکام خود را از دست بدهد. در مقایسه با قالب‌های آهنگری معمولی، قالب‌های آلیاژ تیتانیوم خاص ساخته شده برای موتورهای هواپیما 42 درصد سبک‌تر هستند و استحکام کششی 2000 مگاپاسکال دارند. این امر حمل و نقل و نصب را بسیار ارزان تر می کند.
تولید یکپارچه عملکردی: پرینت سه بعدی می تواند مستقیماً حسگرها، اجزای گرمایشی، سیستم های خنک کننده و سایر ماژول ها را به بدنه قالب اضافه کند که تعداد مراحل مورد نیاز برای چیدن چیزها را کاهش می دهد. یک کسب و کار در شنژن یک قالب هوشمند کنترل دما را اختراع کرد که از سیم‌های حرارتی میکروکانال چاپ سه بعدی برای تنظیم دما با دقت 1± درجه استفاده می‌کند. این باعث صرفه جویی 65 درصدی در مصرف انرژی توسط روش های موجود می شود.
2. بازسازی کل هزینه چرخه عمر
پرینت سه بعدی فلزی روش کار قالب را تغییر می دهد و با استفاده از مواد به روشی روشمندتر، کارآمدتر و مقرون به صرفه تر می شود.
یک گام بزرگ رو به جلو در نحوه استفاده از مواد: نرخ تلفات مواد برای تولید سنتی کاهشی بین 70 تا 80 درصد است، اما چاپ سه بعدی تقریباً هیچ ضایعاتی ندارد. فناوری گردش پودر آلیاژ تیتانیوم AVIC Maite 99.2 درصد پودر را بازیابی می کند و هزینه مواد قالب تک را تا 58 درصد کاهش می دهد.
جریان پردازش آسان‌تر: برای مثال، ساخت قالب‌های سپر خودرو به روش معمولی ۲۳ مرحله و ۱۲ ماشین طول می‌کشد و این فرآیند می‌تواند تا ۴۵ روز طول بکشد. با پرینت سه بعدی، فقط 3 مرحله طول می کشد، زمان چرخه به 7 روز کاهش می یابد و هزینه تجهیزات تا 82٪ کاهش می یابد.
افزایش طول عمر قالب ها: با بهینه سازی طراحی متعادل کننده حرارتی، عمر خستگی حرارتی قالب های پرینت سه بعدی 2 تا 3 برابر افزایش می یابد. بر اساس داده‌های یک شرکت ریخته‌گری قالب، استفاده از قالب‌های توپی چرخ‌های آلیاژی آلومینیومی با خنک‌کننده منسجم، عمر مفید را از 80000 به 220000 برابر افزایش داده و هزینه هر قطعه را تا 64% کاهش داده است.
3. سرعت پاسخگویی، رقابت در بازار را دوباره برقرار می کند.
در زمانی که مردم خواهان محصولات شخصی‌شده هستند و شرکت‌ها دائماً در حال تغییر هستند، سرعت تولید قالب به یک عامل رقابتی کلیدی تبدیل شده است:
چاپ سه بعدی می تواند زمان لازم برای ساخت نمونه اولیه قالب را از هفته ها به ساعت ها کاهش دهد. این فشرده سازی چرخه اعتبارسنجی طراحی نامیده می شود. شیائومی از پرینترهای سری Muees فناوری Liantai برای سرعت بخشیدن به توسعه قالب های لولای صفحه نمایش تاشو از 6 ماه به 50 روز استفاده کرده است و از فرصت بازار استفاده کرده است.
هزینه-اثربخشی تولید در مقیاس کوچک-: اگر یک قالب کمتر از 5000 قطعه در سال تولید کند، هزینه چاپ سه بعدی 23٪ تا 35٪ کمتر از روش های دیگر است. از طریق پرینت سه بعدی، یک تولید کننده تجهیزات پزشکی قیمت قالب های قابل تنظیم ایمپلنت ارتوپدی را از 12000 یوان به 4800 یوان کاهش داده است. این کمک می کند تا مراقبت های پزشکی سفارشی رایج تر شود.
تکرار طراحی بدون هزینه: باز کردن مجدد قالب برای ایجاد تغییرات هزینه زیادی دارد، اما با چاپ سه بعدی، فقط باید مدل دیجیتال را تغییر دهید تا بهترین طراحی را داشته باشید. قالب درب تسلا مدل Y سه بار بهبود یافته است و نرخ کشش را از 82 درصد به 91 درصد افزایش داده است، بدون اینکه هزینه ای به فرآیند تولید اضافه شود.
4. مواد جدید استفاده های جدیدی را برای مواد موجود باز می کند.
تکنیک جدید پودر فلز امکان ساخت قالب ها را به روش های جدید فراهم می کند:
استفاده از مواد با کارایی بالا: پودر آلیاژ تیتانیوم فرآیند PREP Xi'an Sailong دارای محتوای اکسیژن کمتر از 0.013٪ و کروییت 98.5٪ است. می توان از آن برای چاپ مستقیم قالب-هوایی استفاده کرد. پس از استفاده از این ماده برای قالب نازل سوخت هواپیمای C919، اکنون می تواند دمایی تا 150 درجه سانتیگراد بالاتر را تحمل کند و سه برابر بیشتر از روش های استاندارد دوام بیاورد.
نحوه استفاده از مواد گرادیان: با استفاده از تکنیک اختلاط چندلایه پودر، می‌توان قالب‌های گرادیان کاربردی ساخت. قالب محفظه رانش یک موتور موشک خاص از ساختار گرادیان "-نیکل{3}}آلیاژ با درجه حرارت بالا +-مس رسانایی بالا-بر پایه استفاده می‌کند." این نه تنها الزامات مقاومت در برابر دمای بالا را برآورده می‌کند، بلکه موتور را به طور موثر خنک می‌کند و آن را 28٪ سبک‌تر از طرح کلی آلیاژ می‌کند.
پیشرفت زیست سازگاری: چاپ سه بعدی قالب های متخلخل آلیاژ تیتانیوم در صنعت پزشکی، با تخلخل کنترل شده در 60٪ -80٪ ​​و اندازه منافذ 300-500 میکرومتر، که از تکثیر سلول های استخوانی پشتیبانی می کند. داده های بالینی نشان می دهد که میزان همجوشی استخوان دستگاه های فیوژن بین مهره ای تولید شده با این فناوری از 75 درصد در روش های مرسوم به بیش از 95 درصد رسیده است.
5. طی فرآیند بازسازی اکوسیستم صنعتی
پرینت سه بعدی فلزی صنعت قالب را با هوشمندتر کردن و سرویس دهی آن تغییر می دهد:
Digital Manufacturing Network یک پلت فرم چاپ ابری است که توسط شرکت هایی مانند Yunyao Shenwei ساخته شده است. این اجازه می دهد تا داده های طراحی جهانی و تولید منطقه ای بدون هیچ مشکلی با هم کار کنند. این فناوری این امکان را برای یک شرکت خودروسازی جهانی فراهم کرده است تا بتواند سفارشات قالب را از 23 کارخانه در سراسر جهان در یک مکان انجام دهد. این امر هزینه های حمل و نقل را تا 41 درصد کاهش داده و گردش موجودی را 2.7 برابر افزایش داده است.
حالت تولید برحسب تقاضا: کارخانه اشتراک پودر فلز Willari دارای 200 3چاپگرهای D است که می‌توانند قالب‌های کوچک و متوسط- را در کمتر از ۷۲ ساعت بسازند. این مفهوم "تولید توزیع شده + عرضه متمرکز" هزینه های موجودی قالب را تا 68٪ کاهش می دهد و زمان پاسخ را تا 5 برابر افزایش می دهد.
مجموعه کامل استانداردهای فنی: کمیته فنی ملی استانداردسازی تولید افزودنی، 47 استاندارد صنعتی را منتشر کرده است که موارد مهمی مانند نحوه عملکرد پودرها، دقت چاپ و نحوه پردازش چاپ پس از ساخته شدن را پوشش می دهد. آژانس صدور گواهینامه CE اتحادیه اروپا "مشخصات پذیرش برای قالب های چاپ سه بعدی فلزی" به رهبری AVIC Maite را به عنوان استانداردی برای شناسایی متقابل در سراسر جهان پذیرفته است.