La impressió 3D de metall pot reduir el cost de la producció d'assaig de motlles?

1. Cost del material: des de "reduir els residus materials" fins a "fer un millor ús dels materials".
La producció tradicional d'assaig de motlles utilitza un processament subtractiu, el que significa que s'utilitza menys del 50% del material. Això és especialment cert per als motlles amb estructures complexes, com els motlles de canals d'aigua de refrigeració conformes, que han de tallar els canals de flux interns mitjançant la perforació, el fresat i altres processos. Això vol dir que es malgasta molt de material. Per exemple, per fer una inserció de motlle amb mànec de raspall de dents elèctric, necessiteu 2,1 kg d'acer inoxidable, però al final només obteniu 1 kg de motlle útil, el que significa que es malgasta el 52% del material.

La impressió 3D de metall utilitza la fabricació additiva, el que significa que s'afegeixen materials segons sigui necessari i hi ha molt pocs residus. Per exemple, la taxa d'utilització del material de la pols d'acer inoxidable d'alta conductivitat tèrmica Yishu ESU-EM201 pot ser superior al 95%. Després d'imprimir en 3D la inserció del motlle idèntica, només calen 1,05 kg de material per acabar el treball, la qual cosa redueix el cost dels materials a la meitat. A més, la pols sobrant es pot reutilitzar, cosa que reduirà encara més el cost dels materials amb el pas del temps.

2. El cost del processament va de la "col·laboració multi-procés" a la "integració d'un únic equip".
La fabricació tradicional d'assaig de motlles necessita molts passos, com ara tall, electroerosió, tall de filferro i poliment. També necessita moltes eines, com fresadores CNC, centres de mecanitzat i màquines d'electroerosió. Això significa que el cost de l'equip i la mà d'obra és considerable. Per exemple, fer un motlle per a una peça de cotxe determinada mitjançant mètodes tradicionals requereix 5 jocs d'equips, 3 treballadors i 72 hores de treball i costa 12.000 iuans.

Amb la impressió 3D metàl·lica, tots els passos de fabricació es poden fer amb un sol dispositiu, de manera que no cal que funcionin conjuntament diversos processos. Per exemple, la impressora 3D làser de metall dual EP-M250 Pro pot estendre la pols en una capa en menys de 8 segons. La seva velocitat d'impressió més alta pot ser 2,5 vegades superior a la del procés de gruix de capa únic làser de 50 μm, i la densitat relativa de les peces és superior al 99,99%. Després d'imprimir en 3D el motlle idèntic per a una peça d'automòbil, només cal una màquina, un operador i 24 hores d'impressió. Això redueix el cost de processament en un 67% fins als 4000 iuans.

3. Cost del cicle: des de "mesos d'iteracions" fins a "dies de validació"
El cicle tradicional de fabricació de prova de motlles és llarg, especialment per a motlles amb estructures complicades que s'han de provar i reparar una i altra vegada. Això pot trigar uns quants mesos. Per exemple, es triguen 6 mesos a passar del disseny a la producció de prova d'un motlle de fulla de motor d'aviació determinat. Durant aquest temps, es necessiten 5 reparacions, amb un cost de cada cicle de reparació de 2 setmanes, la qual cosa fa que els costos del cicle siguin força elevats.

La impressió 3D metàl·lica facilita fer canvis en un disseny i crear nous motlles en poques hores, cosa que estalvia molts diners en comparació amb "bolcar i començar de nou". Utilitzant un cert motlle de carcassa de producte electrònic com a exemple, l'equip de disseny va acabar cinc iteracions en tres dies amb la impressió 3D. Cada iteració va costar només 200 iuans, mentre que la forma antiga va trigar dues setmanes i va costar 5.000 iuans per iteració. A més, la impressió 3D permet la "-producció sota demanda", cosa que significa que les comandes de lots petits d'1 a 1000 peces no necessiten motlles, la qual cosa accelera encara més el procés de producció de prova.

4. Cost de la qualitat: des de la "refrigeració desigual local" a la "optimització de la temperatura global"
El disseny del sistema de refrigeració del motlle típic és limitat, cosa que dificulta refredar motlles amb estructures complicades de manera uniforme. Això pot provocar problemes com la distorsió i la deformació del producte, amb una taxa de fallada de fins a un 15%. Per a un motlle d'injecció determinat, el disseny tradicional del circuit d'aigua de refrigeració provoca un diferencial de temperatura de 10 graus en el producte, una taxa d'error del 12% i un cost de qualitat que és del 8% del cost total de fabricació.

La impressió 3D metàl·lica pot fer un circuit d'aigua de refrigeració conforme que distribueixi la calor de manera més uniforme. El disseny de la via d'aigua en espiral de les insercions de motlle impresos per Yisu ESU-EM201 redueix el temps que triga el producte a arribar a la temperatura màxima de sortida de 19,5 segons a 13,02 segons. També redueix la diferència de temperatura global de 10 graus a 3 graus, escurça el cicle de refrigeració un 33%, redueix la taxa de defectes al 2% i redueix la relació de costos de qualitat a l'1,5%. A llarg termini, el disseny de canals d'aigua de refrigeració conformes pot fer que els motlles durin més, reduir la fatiga tèrmica i reduir encara més les despeses de qualitat.

5. Optimització del disseny: passar del "compromís estructural" a la "integració funcional"
El disseny tradicional del motlle està limitat per la tècnica i fer estructures complicades és difícil, de manera que els dissenyadors han de comprometre's per mantenir els preus baixos. Per exemple, per tal de facilitar el disseny del circuit d'aigua de refrigeració, els mètodes estàndard requereixen renunciar a la força del motlle, la qual cosa redueix la vida útil del motlle en un 30%.

La impressió 3D de metall us ofereix molta versatilitat a l'hora de dissenyar. Pot fer formes complicades com els canals de refrigeració flexibles i les costelles de reforç interns sense perdre qualitat. Utilitzant el motlle de secció de conformació en calent d'Audi com a exemple, la impressió 3D ha millorat la topologia de disseny intern del motlle per als canals de refrigeració, la qual cosa ha augmentat l'eficiència de refrigeració en un 25% i ha allargat la vida útil del motlle en un 40%. 3La impressió D també facilita la creació de coses lleugeres, cosa que redueix el pes del motlle eliminant els materials addicionals. Això també redueix el preu dels materials i l'enviament.