Vai pietiek ar metāla 3D drukas materiālu piegādi veidnēm?

一, piegādes puse: tehnoloģija nodrošina lielāku jaudu un plašāku produktu klāstu.
1. Ražošanas jauda strauji aug, un lielāko uzņēmumu pārņem tirgu.
Metāla 3D drukas materiālu ražošanas jauda veidnēm globālajā tirgū pieaug ļoti strauji. Piemēram, Ķīnas biznesa līderis Jiangsu Weilari plāno līdz 2025. gadam saražot vairāk nekā 1000 tonnas veidņu tērauda pulvera, nodrošinot tai 70% tirgus daļu. Pēc tās atvēršanas tā piedāvātā otrās kārtas iekārta spēs saražot 4000 tonnas preču gadā. Izmantojot modeli “aprīkojums+materiāli+pakalpojumi”, lielie vietējie uzņēmumi, piemēram, Bolite un Huashu High Tech, ir palielinājuši ienākumu procentuālo daļu no pašu izstrādātiem materiāliem no 15% 2022. gadā līdz 32% 2024. gadā, radot liela mēroga{15}}piegādes jaudu. Starptautiskajā tirgū uzņēmumi, piemēram, EOS un SLM Solutions, dominē tādās augstākās klases jomās kā aviācija un veselības aprūpe, veidojot savu tehnoloģiju un zīmolu, savukārt vietējie uzņēmumi ātri ienāk rūpniecības tirgū, jo tie ir rentabli. Tādējādi tiek izveidots "augstas-monopola un vidējas un zemas klases konkurences modelis".
2. Pastāvīga jaunu materiālu veidu pievienošana, lai apmierinātu dažādas vajadzības
Veidņu izgatavošanai materiāliem jāatbilst augstiem cietības, stingrības, siltumvadītspējas un izturības pret koroziju standartiem. Šobrīd metāla 3D drukas materiāli veidnēm ir izveidojuši produktu sistēmu ar veidņu tēraudu tās centrā. Šajā sistēmā ir iekļauti daudzu veidu materiāli, piemēram, augstas temperatūras-sakausējumi, alumīnija sakausējumi, titāna sakausējumi un citi.
Veidņu tērauds: 18Ni300, H13 un citas kategorijas var izgatavot detaļas, kas ir vairāk nekā 99% blīvas un kalpo vairāk nekā divas reizes ilgāk nekā parastās veidnes, kontrolējot sfēriskumu un skābekļa saturu. Piemēram, Weilari 18Ni300 pulvera partijas stabilitātes kontroles metode nodrošina, ka drukāšanas veiktspēja nemainās vairāk kā par ± 2%, kas ir nepieciešams precīzijas veidnēm.
Augstas temperatūras sakausējumi, piemēram, GH4169 un GH3625, ir pārvarējuši tādas tehniskas problēmas kā lantāna degšana un mangāna iztvaikošana, mainot to sastāvu un optimizējot procesus. Tas ir radījis pastāvīgu kosmosa dzinēju detaļu piegādi.
Alumīnija sakausējums: nanokeramika un anodēšana ir padarījusi jaunus materiālus, piemēram, ZY6061 un AlSi10Mg, stiprākus, kā rezultātā to siltumvadītspēja ir palielinājusies par 30%. Tie labi darbojas vieglām lietām, piemēram, apavu veidnēm un tehnoloģiskām iekārtām.
Cilvēki daudz izmanto titāna sakausējumus, piemēram, TC4 un TA15 medicīnas veidnēs un pielāgotos implantos, jo tie ir ļoti spēcīgi un droši ķermenim.
3. Jaunās tehnoloģijas samazina materiālu izmaksas un padara piegādes ķēdi efektīvāku.
Materiālu augstās izmaksas ir galvenais iemesls, kāpēc metāla 3D drukāšana netiek izmantota plašāk. Metāla pulvera cena veidnēm pēdējos gados ir krietni samazinājusies, pateicoties pilnveidojumiem pulverizācijas pulvera ražošanas procesā, jaunām pulvera reģenerācijas tehnoloģijām un apjomradītiem ietaupījumiem. Piemēram, Valari samazināja 316 l nerūsējošā tērauda pulvera cenu no 800 juaņām/kg līdz 400 juaņām/kg, izmantojot tehnoloģiju "vakuuma izsmidzināšanas pulvera ražošana + pilna procesa izsekojamība". Ūdeņraža samazināšanas procedūra arī pazemināja skābekļa koncentrāciju no 0,08% līdz 0,03%, kas ļāva pulverim plūst labāk un vienmērīgāk sadalīties. Arī pulvera pārstrādes tehnoloģijas briedums ir paaugstinājis reģenerācijas līmeni līdz 95%, kas vēl vairāk samazina izejvielu izmantošanas izmaksas.
2, pieprasījuma puse: vairāk lietošanas gadījumu un lielāks tirgus apjoms
1. Nepieciešamība pēc pelējuma ražošanas joprojām pieaug.
Metāla 3D drukas tehnoloģija tiek izmantota veidņu ražošanā ne tikai prototipu izgatavošanai; to izmanto arī vektoru veidošanai. Statistika liecina, ka līdz 2025. gadam 25% no metāla materiāliem, kas tiek izmantoti veidņu ražošanā visā pasaulē, tiks izdrukāti 3D formātā. Līdz 2030. gadam šis skaitlis, visticamāk, pieaugs līdz 40%. Tās galvenās priekšrocības ir parādītas:
Elastīgs dzesēšanas kanāls: uzlabojot dzesēšanas ceļa dizainu, iesmidzināšanas formēšanas cikla laiks tiek samazināts par 30% līdz 50%, kas padara ražošanu efektīvāku. Piemēram, uzņēmuma GF Processing Solutions hibrīda detaļu ražošanas sistēmā tiek izmantotas atņemšanas un pievienošanas tehnoloģijas, lai ātri atkārtotu augsta-spiediena presformas-liešanas veidnes.
Viegla struktūra: izmantojot tādus materiālus kā alumīnija sakausējums un titāna sakausējums, veidnes svars tiek samazināts par 40% līdz 60%, padarot to ideāli piemērotu situācijām, kad svars ir jāsamazina līdz minimumam, piemēram, jauniem enerģijas transportlīdzekļu akumulatoriem un aviācijas dzinējiem.
Sarežģītu konstrukciju integrēta formēšana: tiek pārsniegtas standarta apstrādes metožu robežas, lai veidņu ieliktņus, slīdņus un citas detaļas varētu drukāt tieši, samazinot montāžas problēmu un blīvēšanas kļūmju iespējamību.
2. Pieprasījums no dažādām nozarēm virza materiālu piegādi
Metāla 3D drukas materiāli tiek izmantoti daudzās jomās, tostarp kosmosa, automobiļu, medicīnas un citās jomās. Tas palielina iespējamo pieprasījumu:
Līdz 2025. gadam 15% no visām lidmašīnām būs 3D drukātas metāla daļas, un tiek prognozēts, ka līdz 2030. gadam šis skaits pieaugs līdz 30%. Tas palielinās vajadzību pēc tādiem materiāliem kā augstas temperatūras{6}}sakausējumi un titāna sakausējumi.
Automašīnu izgatavošana: tā kā jaunie enerģijas transportlīdzekļi kļūst vieglāki, 3D drukāto metāla detaļu izmantošana svarīgās daļās, piemēram, dzinējos un šasijā, kļūst arvien ātrāka. Tiek prognozēts, ka līdz 2030. gadam vairāk nekā 5 miljoniem automašīnu visā pasaulē būs 3D drukātas metāla daļas.
Medicīniskais aprīkojums: pieaug nepieciešamība pēc pielāgotiem implantiem, ķirurģiskiem ceļvežiem un citiem piederumiem. Līdz 2025. gadam 20% medicīnas iekārtu visā pasaulē būs izgatavoti no 3D drukāta metāla, un tiek prognozēts, ka līdz 2030. gadam šis skaits pieaugs līdz 35%.
3. Piedāvājuma un pieprasījuma līdzsvarošana: tehnoloģiju, ekoloģijas un politikas kopējā ietekme
1. Tehnoloģiskā iterācija palīdz precīzi saskaņot piedāvājumu un pieprasījumu.
Mākslīgais intelekts, lietu internets un mākoņdatošana ir apvienojušies, lai izveidotu viedus un personalizētus metāla 3D drukas materiālus. Piemēram, Huashu High Tech Intelligent Process Library apvieno vairāk nekā 100 000 materiālu parametru kopas un ļauj izveidot labākos drukas risinājumus tikai ar vienu klikšķi. Platinum IoT platforma var brīdināt par aprīkojuma problēmām un diagnosticēt tās no attāluma, un pakalpojumu ieņēmumu procentuālais daudzums ir pieaudzis līdz 30%. Turklāt ģeneratīvā mākslīgā intelekta izmantošana maina "dizaina drukas pēc{7}apstrādes" procesu, izmantojot simulācijas optimizāciju, lai samazinātu materiālu izšķērdēšanu un padarītu piegādes procesu efektīvāku.
2. Sadarbība, lai rūpnieciskajā ķēdē izveidotu piegādes ekosistēmu
Veidnēm ir jābūt pieejamam daudz metāla 3D drukas materiālu. Tas ir atkarīgs no ciešas sadarbības starp rūpnieciskās ķēdes augšējo un pakārtoto daļu. Iepriekšējie izejvielu piegādātāji izmanto jaunas tehnoloģijas, lai padarītu pulverus labākus un stabilākus. Midstream iekārtu ražotāji un pakalpojumu sniedzēji piedāvā "iekārtas+materiāli+procesi" risinājumus. Pakārtoto lietojumprogrammu uzņēmumi izmanto atgriezeniskās saites cilpas, lai uzlabotu materiālu veiktspēju. Piemēram, Weilari ir izveidojis ilgtermiņa partnerattiecības ar universitātēm, piemēram, Šanhajas Jiao Tong universitāti un Harbinas Tehnoloģiju institūtu. Viņiem kopumā ir 96 autorizēti patenti un 14 nacionālie standarti, kas veido sadarbības inovāciju sistēmu, ko sauc par "rūpniecības universitāšu pētniecības pieteikumu".
3. Standartu noteikšana un palīdzības saņemšana no valdības, lai pārliecinātos par piegādātāja kvalitāti
Valdības un uzņēmumi visā pasaulē sadarbojas, lai padarītu metāla 3D drukas materiālus standartizētākus. Tiek prognozēts, ka līdz 2030. gadam Ķīna būs atbildīga par vairāk nekā pusi no visiem pasaules standartiem. Šie standarti aptvers tādas lietas kā aprīkojuma darbība, materiālu testēšana un procesu aprakstīšana. "Zaļās ražošanas" tiesību akti tādās vietās kā Eiropas Savienība un Amerikas Savienotās Valstis arī stimulē tādu materiālu izpēti un izstrādi, kas patērē mazāk enerģijas un izdala mazāk piesārņotāju. Tas palīdz nozarei virzīties uz ilgtspējību.