Jaké jsou výhody kovového 3D tisku v montážních přípravcích na míru?

1. Obcházení geometrických limitů: schopnost navrhovat složité konstrukce bez omezení
Cesta obrábění subtraktivními technikami omezuje tradiční design přípravků a ztěžuje vytváření komplikovaných prvků, jako jsou vnitřní průtokové kanály, biomimetické mřížky a tenkostěnné -struktury. Jistá společnost vyrábějící automobilové komponenty se například pokusila vyrobit přípravek pro přesné leštění, který potřeboval, aby se jeho nerovný povrch zcela dotýkal povrchu obroučky brýlí. Při standardním CNC obrábění se však nástroje nemohou dostat na všechna místa, která potřebují, což vede k chybě obrábění větší než 0,3 mm na povrchu přípravku. To zhoršuje kvalitu leštění.Kovový 3D tiskdokáže rychle vytvořit komplikované tvary, které tradiční metody nedokázaly tavením kovového prášku vrstvu po vrstvě.
Například technologie SLM (Selective Laser Melting) může skládat vrstvy o tloušťce 0,05 mm, což umožňuje navrhovat struktury pro optimalizaci topologie, jako jsou vnitřní kanály spirálového toku a mikroporézní pole. Jistá společnost, která vyrábí elektroniku, využívá 3D tisk k výrobě vakuových přísavek, které jsou pro ni jako stvořené. Konstrukce vnitřního labyrintového průtokového kanálu zajišťuje rovnoměrné rozptýlení plynu a zvyšuje adsorpční sílu o 40 %. Zároveň je tloušťka přísavky snížena z obvyklých 15 mm na 8 mm, díky čemuž je robotické rameno mnohem méně těžké. Tato svoboda designu nejen umožňuje, že svítidlo lépe funguje, ale také otevírá potenciál pro jeho odlehčení.
2. Zkrácení dodacího cyklu: rychlý přechod od návrhu k hotovému výrobku
Vytvoření svítidel starým-módním způsobem zahrnuje pět kroků: „návrh programování zpracování sestavení ladění“. Tento postup trvá několik týdnů. Když výrobce balicích strojů potřebuje vyměnit položky na své výrobní lince, starý způsob trvá 14 dní, než vyrobí nové přípravky, což znamená, že změna produktů není příliš efektivní. Díky možnosti „tisk jedním kliknutím“ kovový 3D tisk okamžitě změní soubory návrhů na pevné kusy, bez jakýchkoli dalších procedur, jako je programování nebo příprava nástrojů.
Při jedné příležitosti použila jistá společnost vyrábějící brýle Platinum BLT-S1500 k tisku leštících přípravků. Od importu CAD modelů k dodání finálních položek trvalo pouhé tři dny. To bylo o 78 % rychlejší než běžné metody. Ještě důležitější je, že 3D tisk umožňuje v uzavřené smyčce rychle optimalizovat „iteraci testu tisku návrhu“. Při výrobě přípravků z titanové slitiny použil jistý výrobce leteckých dílů software Fusion 360 ke zlepšení topologie. Za pouhé tři dny prošly třemi koly konstrukčních změn, které snížily hmotnost svítidel o 35 % a zároveň je zajistily bezpečné použití v podmínkách vibrací 10G.
3. Lepší využití materiálů: přechod od „snižování plýtvání materiálem“ k „tváření téměř sítě“
Při výrobě komplikovaných přípravků se mnoho drahých kovových materiálů seká jako odpad, takže míra využití typických materiálů pro CNC obrábění je obvykle nižší než 45 %. Například tržní cena slitiny na bázi niklu IN718-je až 800 juanů za kilogram a samotné náklady na materiál pro výrobu 10kilogramového přípravku pomocí tradičních metod jsou více než 40 000 juanů. A technologie „near nett forming“ se používá v kovovém 3D tisku, což znamená, že je použito více než 85 % materiálu.
Pro obnovu nové výrobní linky akumulátorových modulů energetických vozidel použili upínače chladicích desek z hliníkové slitiny, které byly vyrobeny na zakázku pomocí technologie 3D tisku. Zlepšením konstrukce nosné konstrukce se množství použitého materiálu z 12 kg u tradičních metod posunulo na 3,2 kg a náklady na jednotlivé kusy materiálu klesly o 73 %. Ještě důležitější je, že 3D tisk umožňuje integrovanou výrobu různých materiálů. Například je možné přímo tisknout moduly pro odvod tepla ze slitiny mědi na ocelové podklady. Díky tomu je konstrukce pevnější a lépe hospodaří s teplem. Je těžké vyrobit tento kompozitní materiál typickými metodami.
4. Adaptabilita procesu: od „jedno funkce“ po „integraci více scén“
Montážní přípravky musí být schopné pracovat v různých situacích zpracování. Kovový 3D tisk může vytvářet vlastní řešení příslušenství, která fungují ve specifických nastaveních kombinací různých materiálů a procesů různými způsoby.
Přizpůsobení vysokým teplotám: Upevnění lopatek motoru vyrobené ze slitiny na bázi niklu-IN718 si může udržet svůj tvar při vysoké teplotě 650 stupňů, což jsou testovací kritéria pro horké konce součástí leteckých motorů.
Scénář odolnosti proti korozi-: Upevnění chemických zařízení vyrobené z nerezové oceli 316L má díky vylepšené struktuře zrna třikrát lepší odolnost proti korozi chloridy. Jejich životnost je nyní 2,5krát delší než u typických metod.
Požadavky na přesné polohování: Společnost, která vyrábí polovodičová zařízení, začala používat technologii mikrolaserového 3D tisku k výrobě zařízení pro přenos destiček s přesností ± 2 μm. Drsnost povrchu Ra je menší nebo rovna 0,8 μm, což je dost dobré pro použití v ultra-čistých dílnách.
Zařízení pro 3D tisk mohou mít také senzorové funkce. Jeden výrobce robotů přidal do přípravku 3D-vytištěné instalační sloty pro tenzometry a sledoval, jak se upínací síla mění v reálném čase. To zvýšilo výtěžnost sestavy z 92 % na 99,5 %.
5. Průmyslová praxe: Skok z laboratoře k-výrobě ve velkém měřítku
Kovové zařízení pro 3D tisk se přesunulo z fáze ověřování nápadu k použití ve velkém měřítku. Safran Group vyrobila 3D-tištěný nástavec chladiče oleje pro motory LEAP v leteckém průmyslu. Tento design napodobuje přírodu a zvyšuje teplosměnnou plochu o 40 % a zároveň snižuje hmotnost o 30 %. Také dokázala vyrobit 2000 kusů ročně v obrovském měřítku pomocí technologie EBM. Společnost Apple použila technologii 3D tisku k výrobě jedinečných přípravků pro kontrolu rámů telefonů z titanové slitiny na trhu se spotřební elektronikou. Tím se zkrátil kontrolní cyklus z 8 hodin na šarži na 2 hodiny na šarži, což napomáhá rychlé obměně zboží řady iPhone.
Kombinace kovového 3D tisku a technologie digitálního dvojčete dělá výrobu svítidel chytřejší, což je ještě zajímavější. Umístěním RFID čipů do 3D tištěných tvarovek byl německý výrobce svítidel schopen shromažďovat a analyzovat data v reálném čase. Při použití s ​​algoritmy strojového učení dokáže odhadnout, jak dlouho zařízení vydrží, a automaticky odesílat připomenutí údržby, čímž zkrátí prostoje zařízení o 60 %.