Per què la indústria del motlle adopta cada cop més la impressió 3D metàl·lica?

1. La llibertat de disseny trenca els límits de la fabricació tradicional.
La fabricació de motlles tradicional té alguns límits, com el fàcil que és arribar a les eines i l'estabilitat de les pinces. A més, sovint s'han d'ajuntar estructures internes complexes a partir de diverses parts, cosa que les fa menys precises i costa més. Amb la fabricació additiva capa per capa, la impressió 3D de metall elimina completament els límits de disseny:
Innovació de canals de refrigeració conformes: és difícil aconseguir un refredament uniforme mitjançant canals de refrigeració estàndard de forats rectes en motlles d'injecció, que poden provocar taxes de deformació del producte de fins a un 15% a un 20%. 3La impressió D pot fer que rius no siguin rectes, com ara espirals i dendrites. Això fa que la refrigeració sigui un 40% més eficaç i redueix el cicle d'emmotllament entre un 30% i un 50%. Per exemple, quan els telèfons Huawei van canviar al disseny del canal-optimitzat per a la topologia per al motlle de marc, es van trigar 75 segons en lloc de 120 segons per fer un component i la taxa de rendiment va augmentar del 89% al 98%.
Implementació d'estructures lleugeres: fent estructures biomimètiques com estructures de gelosia i costelles de reforç de paret-fines, el motlle es pot fer entre un 30% i un 50% més lleuger sense perdre resistència. En comparació amb els motlles de forja típics, els motlles d'aliatge de titani específics fets per a motors d'avions són un 42% més lleugers i tenen una resistència a la tracció de 2000 MPa. Això fa que el transport i la instal·lació siguin molt més econòmics.
Fabricació integrada funcional: la impressió 3D pot afegir directament sensors, components de calefacció, sistemes de refrigeració i altres mòduls al cos del motlle, la qual cosa redueix el nombre de passos necessaris per ajuntar les coses. Una empresa de Shenzhen va inventar un motlle de control de temperatura intel·ligent que utilitza cables de calefacció de microcanals impresos en 3D-per ajustar la temperatura amb una precisió de ± 1 grau . Això estalvia un 65% de l'energia utilitzada pels mètodes existents.
2. Reconstrucció de tot el cost del cicle de vida
La impressió 3D metàl·lica està canviant la forma en què funciona el negoci del motlle, fent-lo més eficient i rendible- mitjançant l'ús de materials d'una manera més metòdica.
Un gran pas endavant en com s'utilitzen els materials: la taxa de pèrdua de material per a la fabricació subtractiva tradicional és d'entre el 70% i el 80%, però la impressió 3D gairebé no té residus. La tecnologia de circulació de pols d'aliatge de titani d'AVIC Maite recupera el 99,2% de la pols i redueix el cost dels materials de motlle individual en un 58%.
Flux de processament més fàcil: per exemple, fer motlles de para-xocs de vehicles de manera convencional requereix 23 passos i 12 màquines, i el procés pot trigar fins a 45 dies. Amb la impressió 3D, només calen 3 passos, el temps del cicle es redueix a 7 dies i el cost de l'equip es redueix un 82%.
Ampliació de la vida útil dels motlles: optimitzant el disseny d'equilibri tèrmic, la vida útil de la fatiga tèrmica dels motlles impresos en 3D es millora de 2 a 3 vegades. Segons dades d'una-empresa de fosa a pressió determinada, l'ús de motlles de cubs d'aliatge d'alumini amb refrigeració conforme ha millorat la vida útil de 80.000 a 220.000 vegades i ha reduït el cost per peça en un 64%.
3. La velocitat de resposta restableix la competitivitat del mercat.
En un moment en què la gent vol productes personalitzats i les empreses canvien constantment, la velocitat de fabricació de motlles s'ha convertit en un factor competitiu clau:
La impressió 3D pot reduir el temps que es necessita per fer un prototip de motlle de setmanes a hores. Això s'anomena compressió del cicle de validació del disseny. Xiaomi ha utilitzat les impressores de la sèrie Muees de Liantai Technology per accelerar el desenvolupament de motlles de frontisses de pantalla plegable de 6 mesos a 50 dies, aprofitant una oportunitat de mercat.
La rendibilitat-de la producció a petita-escala: si un motlle fa menys de 5.000 peces a l'any, la impressió 3D costa entre un 23% i un 35% menys que altres mètodes. Mitjançant la impressió 3D, un fabricant d'equips mèdics ha reduït el preu dels motlles d'implants ortopèdics personalitzables de 12.000 a 4.800 iuans. Això ajudarà a fer que l'atenció mèdica personalitzada sigui més comuna.
Iteració del disseny sense cap cost: costa molt reobrir un motlle per fer canvis, però amb la impressió 3D, només cal canviar el model digital per obtenir el millor disseny. Tres vegades, el motlle de la porta Tesla Model Y s'ha millorat, augmentant la taxa de dibuix del 82% al 91% sense afegir cap cost al procés de fabricació.
4. Els nous materials obren nous usos als ja existents.
La nova tècnica de pols metàl·lica permet fer motlles de noves maneres:
Utilitzant materials d'alt -rendiment: la pols d'aliatge de titani del procés PREP de Xi'an Sailong té un contingut d'oxigen inferior al 0,013% i una esfericitat del 98,5%. Es pot utilitzar per imprimir directament motlles de grau-aviació. Després d'utilitzar aquest material per al motlle de broquet de combustible de l'avió C919, ara pot suportar temperatures de fins a 150 graus centígrads superiors i durar tres vegades més que els mètodes estàndard.
Com s'utilitzen materials degradats: mitjançant la tècnica de barreja de pols multi-capes, és possible fer motlles de degradat funcionals. El motlle de la cambra d'empenta d'un determinat motor de coet utilitza una estructura de gradient d'"aliatge d'alta-temperatura basat en níquel -+ basat en coure-d'alta-conductivitat". Això no només compleix els requisits de resistència a les altes-temperatura, sinó que també refreda el motor de manera eficient, fent-lo un 28% més lleuger que l'esquema general d'aliatge.
Avanç de biocompatibilitat: impressió 3D de motlles d'aliatge de titani porós a la indústria mèdica, amb porositat controlada al 60% -80% i mida de porus de 300-500 μ m, donant suport a la proliferació de cèl·lules òssies. Les dades clíniques indiquen que la taxa de fusió òssia dels dispositius de fusió intervertebral fabricats amb aquesta tecnologia ha augmentat del 75% en mètodes convencionals a més del 95%.
5. Durant el procés de reconstrucció de l'ecosistema industrial
La impressió 3D de metall està canviant la indústria del motlle, fent-la més intel·ligent i més orientada al servei-:
Digital Manufacturing Network és una plataforma d'impressió al núvol creada per empreses com Yunyao Shenwei. Permet que les dades de disseny global i la producció regional funcionin junts sense cap problema. Aquesta tecnologia ha fet possible que una empresa global d'automoció gestioni les comandes de motlles de 23 plantes d'arreu del món en un sol lloc. Això ha reduït els costos d'enviament un 41% i ha augmentat la rotació d'inventaris en 2,7 vegades.
Mode de producció a-demanada: la fàbrica per compartir pols metàl·liques de Willari té 200 3impressores D que poden fer motlles de mida petita i mitjana-en menys de 72 hores. Aquest concepte de "fabricació distribuïda + subministrament centralitzat" redueix les despeses d'inventari de motlles en un 68% i accelera el temps de resposta en 5 vegades.
Conjunt complet d'estàndards tècnics: el Comitè Tècnic Nacional d'Estandardització de la Fabricació Additiva ha publicat 47 estàndards de la indústria que cobreixen àrees importants com el bon funcionament de les pols, la precisió de la impressió i la manera de processar les impressions després de fer-les. L'agència de certificació CE de la UE ha acceptat l'"Especificació d'acceptació per a motlles d'impressió 3D de metall" dirigida per AVIC Maite com a estàndard per al reconeixement mutu a tot el món.