Kāda ir atšķirība starp metāla 3D drukāšanu un tradicionālo CNC apstrādi veidņu ražošanā?

一, Tehniskais princips: paradigmas maiņa aditīvajā un atņemtajā ražošanā
Metāla 3D drukāšanā tiek izmantota aditīvās ražošanas metode "slāņa slāņa sakraušana". Tas kausē metāla pulveri, piemēram, titāna sakausējumu vai tēraudu, izmantojot lāzera vai elektronu staru, un pēc tam veido sarežģītas ģeometriskas formas tieši no trīsdimensiju digitālajiem modeļiem. Tās galvenā priekšrocība ir tā, ka tiek pārvarētas tradicionālās apstrādes problēmas, kas apgrūtina piekļuvi instrumentiem un skavu izmantošanu. Tas var arī veikt topoloģijas optimizācijas dizainu, tostarp izdobt iekšpusi, aizpildīt režģi un izveidot piemērotus dzesēšanas ūdens kanālus. Piemēram, Zhongrui Technology izgatavoja pielāgotus iesmidzināšanas veidņu ieliktņus automobiļu rūpniecībai. Šie ieliktņi palielināja saķeri starp dzesēšanas ūdens kontūru un izstrādājuma virsmu līdz 95%, izmantojot 3D drukāšanu, samazināja iesmidzināšanas formēšanas ciklu par 42% un samazina izstrādājuma deformācijas ātrumu par 67%.
Subtraktīvajā ražošanā tradicionālā CNC apstrāde darbojas, "noņemot materiālu". Tas izmanto savienotus griezējinstrumentus uz daudzām asīm, lai grieztu, frēzētu, urbtu un veiktu citas darbības ar metāla sagatavēm. Tā tehnoloģisko briedumu parāda tā spēja vadīt precizitāti mikrometra līmenī (± 0,005 mm) un virsmas gludumu (Ra0,8 μm). Tas padara to lieliski piemērotu augstas{5}izturības izstrādājumu apstrādei ar parastajām formām. Piemēram, Xintenghui CNC keramikas griešanas un frēzēšanas mašīna var saglabāt keramikas veidņu malu lūzumu līmeni zem 0,3%, izmantojot īpašu aizsardzības sistēmu un precīzas slīpēšanas tehnoloģiju. Tas atbilst stingrām pusvadītāju iepakojuma prasībām attiecībā uz pelējuma nodilumizturību.
2, Pielietojuma scenārijs: robeža starp sarežģītām konstrukcijām un masveida ražošanu
Revolucionārs pielietojums sarežģītu konstrukciju veidošanā
Metāla 3D drukāšanai ir liela ietekme uz veidņu izgatavošanu trīs galvenajās jomās:
Forma pēc dzesēšanas sistēmas: Tradicionālos veidņu dzesēšanas ūdens kanālus ierobežo urbšanas procedūras, kas apgrūtina perfektu atbilstību produkta kontūrai. Atdarinot šķidruma dinamiku, 3D drukas tehnoloģija uzlabo pelējuma temperatūras lauka vienmērīgumu par vairāk nekā 50%. Konkrēts uzņēmums, kas ražo sadzīves tehniku, izmantoja šo paņēmienu, un gaisa kondicionēšanas korpusu iesmidzināšanas liešanas ražība pieauga no 89% līdz 98%. Ikgadējais enerģijas ietaupījums vienam veidņu komplektam bija vairāk nekā 120 000 juaņu.
Viegla konstrukcija: optimizējot topoloģiju, tiek noņemti 30% līdz 60% no -slodzi-nenesošiem materiāliem, un 3D-drukāto veidņu svars ir samazināts par 45% salīdzinājumā ar tradicionālajiem dizainiem, vienlaikus saglabājot struktūras izturību. Jauns enerģijas transportlīdzekļa akumulatora bloka kronšteins, kas izgatavots no 3D-apdrukāta alumīnija sakausējuma karkasa, ir izturējis 150% pārslodzes testu, zaudējis 38% no svara un palielinājis 8% diapazona.
Sarežģītu detaļu integrēta formēšana: izmantojot tradicionālās metodes, tostarp gumijas riepu veidņu blokus un apavu zoles veidnes, detaļas ir jāapstrādā un jāsaliek atsevišķi. 3Ddruka var izveidot veselu veidni un novērst montāžas kļūdas. Šī tehnoloģija tika izmantota riepu uzņēmumā, un veidņu izgatavošanas laiks bija no 45 dienām līdz 12 dienām ar raksta precizitāti 0,02 mm.
3, galvenā masveida ražošanas priekšrocība
To, ka CNC apstrādi nevar aizstāt veidņu ražošanā, parāda:
Materiāla pielāgošanās spēja: tas var darboties ar diezgan cietiem materiāliem, piemēram, rūdītu tēraudu un cietajiem sakausējumiem (HRC55 vai augstāks), kas ir tas, kas jāspēj liešanas veidnēm. Konkrētā pres-liešanas iekārtā tiek izmantotas ar CNC-apstrādāta magnija sakausējuma presformas-liešanas veidnes, kas kalpo 200 000 reižu, kas ir trīs reizes ilgāk nekā 3D-drukātās veidnes.
Virsmas kvalitāte: spoguļlīdzenu virsmu (Ra0,2 μm) var iegūt, izmantojot pēc-apstrādes metodes, tostarp precīzu frēzēšanu un pulēšanu. Tas atbilst optisko veidņu un pārtikas iepakojuma veidņu higiēnas standartiem. Kosmētikas iepakošanas uzņēmums izmantoja CNC-apstrādātas PET pudeļu sagatavju veidnes, kas padarīja produktu caurspīdīgāku (92%) un samazināja atkritumu daudzumu (0,5%).
Partiju ekonomija: veidnēm, kas izgatavo vairāk nekā 5000 gabalus gadā, CNC apstrāde maksā par 60% līdz 70% mazāk par vienu gabalu nekā 3D drukāšana. Noteikts automobiļu detaļu piegādātājs bufera veidnei izmanto CNC masveida ražošanu. Vienas veidnes izmaksas tiek saglabātas līdz 800 000 juaņu, savukārt 3D drukāšanas izmaksas ir 1,2 miljoni juaņu.
4, izmaksu struktūra: līdzsvara spēle starp ātrumu un precizitāti
1. Iekārtu un izejmateriālu izmaksas
3D drukāšana ar metālu: rūpnieciskie{1}}rīki parasti maksā no 2 līdz 8 miljoniem juaņu, bet titāna sakausējuma pulveris maksā no 800 līdz 1200 juaņas kilogramā. No otras puses, materiālu izmantošanas līmenis ir pat 90%, kas ir par 40 procentpunktiem lielāks nekā CNC apstrādei. Konkrēts aviācijas uzņēmums dzinēja lāpstiņu izgatavošanai izmantojis 3D drukāšanu, kas ir samazinājusi materiālu cenas par 35%, salīdzinot ar tradicionālo liešanu.
CNC apstrāde. Piecu{0}}ass savienojuma apstrādes centri maksā no 1,5 līdz 5 miljoniem juaņu, un aptuveni 15–20% no šīm izmaksām ir par instrumentiem. Viena veidņu rūpnīca samazināja viena veidņu komplekta izmaksas no 120 000 juaņu līdz 70 000 juaņu, optimizējot griešanas ceļu un izmantojot atgriezeniskus asmeņus.
2. Laika izmaksu 3D drukāšana: laiks, kas nepieciešams, lai izgatavotu veidnes ar sarežģītām struktūrām, tiek samazināts uz pusi līdz 70%, salīdzinot ar tradicionālajām metodēm. Medicīnas uzņēmums var izgatavot pielāgotu ortopēdisko implantu veidni tikai 72 stundās, kas ir par 80% ātrāk nekā 15 dienu CNC apstrādes cikls.
CNC apstrāde: veidņu apstrādes laiku var samazināt par 30% līdz 40%, izmantojot ātrgaitas griešanas (HSC) tehnoloģiju. Vārpstas apstrādes centrs ar ātrumu 8000 apgr./min palīdzēja vienam 3C produktu veidņu uzņēmumam samazināt laiku, kas bija nepieciešams tālruņa rāmja veidņu izgatavošanai, no 18 stundām līdz 11 stundām.