Hva er avkastningen til støpeformprodusenter som bruker 3D-utskrift av metall?

1. Optimalisering av kostnadsstrukturen: endring fra "redusere materialavfall" til "presisjon additiv produksjon"
Subtraktive metoder inkludert fresing, elektrisk utladning og trådskjæring brukes i tradisjonell formfremstilling. Materialutnyttelsesgraden er vanligvis mindre enn 70 %. Dessuten må avfallet som lages under behandlingen håndteres separat, noe som øker prisene enda mer. For eksempel tar det å lage en sprøytestøpeform for biler på den gamle måten rundt 120 kg støpestål, men det ferdige resultatet veier bare 80 kg og sløser 33 % av materialet. Ved å bruke den additive produksjonstilnærmingen "lag for lag stabling", kan metall 3D-utskrift bruke mer enn 90 % av materialet. For eksempel trenger iSLM420-utstyret fra Zhongrui Technology bare 85 kg pulvermateriale for å lage en form for et flymotorblad. Det ekstra pulveret kan gjenbrukes, noe som senker kostnadene for enkeltformmaterialet med 40 %.

3D-utskrift av metall kvitter seg også med mange kompliserte trinn som er nødvendige i tradisjonelle metoder, som varmebehandling, presisjonsmaskinering og montering. Dette sparer mye penger på utstyr og arbeidskraft. En sammenligning av en viss produsent av bildeler viser at tradisjonelle metoder trenger 5 CNC-maskinverktøy, 2 elektriske utladningsmaskiner og 10 operatører. I motsetning til dette trenger 3D-utskrift av metall bare 1 utstyr og 3 tekniske ansatte for å lage samme mengde deler. Dette reduserer utstyrsavskrivninger og arbeidskostnader med 65 %.

2. Stort hopp i produksjonseffektivitet: fra "ukentlig syklus" til "daglig levering"
Et annet stort problem med eldre teknikker er at det tar lang tid å lage former. For eksempel, å lage en sofistikert form-støpeform på den gamle-måten tar 12 faser, for eksempel design, kutting, EDM, montering og feilsøking. Hele prosessen tar 6 til 8 uker. Endringer i designet betyr også at formen må åpnes igjen, noe som gir mer tid til leveransen. 3D-utskrift av metall kan gjøre digitale modeller om til solide former uten ytterligere prosedyrer. Dette forkorter utviklingstiden til 3–5 dager. En case-studie av et selskap som lager medisinske implantater indikerer at når de begynte å bruke 3D-utskrift av metall, gikk tiden det tar å lage unike beinformer fra fire uker til 72 timer, og tiden det tar å fylle ut hasteordrer gikk opp med 80 %.

Prosessveien er gjort mye enklere, noe som har ført til effektivitetsøkningen. I tradisjonelt håndverk må formhulen deles i flere deler for bearbeiding og montering. Dette kan føre til nøyaktighetsfeil på grunn av skjøtegapene. Metall 3D-utskrift, derimot, støtter integrert støping, som lar deg skrive ut komplekse former med konforme kjølevannskanaler og lette gitterstrukturer på en gang. Dette reduserer trinnene i montering og feil. For eksempel lager Boeing former for drivstoffdyser for fly med 3D-utskrift av metall. Dette reduserer monteringstrinn fra 20 til 1 og reduserer kostnadene for hvert stykke med 35 %.

3. Forbedring av produktkvalitet: endring fra "passiv reparasjon" til "aktiv optimalisering"
Kvaliteten på formene har direkte innvirkning på hvor mye av sluttproduktet som lages og hvor raskt det lages. Standarddesignet til et formkjølesystem er forenklet, noe som lett kan føre til ujevn temperaturfordeling. Dette kan forårsake problemer som vridning og krymping av produktet. 3D-utskrift av metall kan skape en konform kjølekanal inne i formen som passer perfekt til formen. Dette lar kjølevæsken direkte påvirke varmepunktet, noe som i stor grad forbedrer temperaturens jevnhet. En casestudie av en bilsprøytestøpe avslører at bruken av et konformt kjøledesign resulterte i en reduksjon av overflatetemperaturforskjellen fra 15 grader til 3 grader, et 30 % fall i injeksjonssyklustiden og en økning i produktutbyttegraden fra 85 % til 98 %.

3D-utskrift av metall har også en tetthetsfordel (vanligvis opptil 99,5 % eller mer) som gjør støpeformer langt mer motstandsdyktige mot slitasje og tretthet enn tradisjonelle støpeformer. En spesiell-støpeformprodusent gjorde en test for å sammenligne de to typene former. De fant at tradisjonelle former sprekker etter 20 000 bruk, mens metall 3D-trykte former forblir intakte etter 50 000 bruk, noe som betyr at de varer 150 % lenger. Formkostnaden for hver støping er lavere i det lange løp, selv om den opprinnelige produksjonskostnaden er litt høyere.

4. Utvide søknadsscenarioet: fra "enkeltform" til "bemyndigelse av hele industrikjeden"
3D-utskrift av metall er verdifull ikke bare i støpeprosessen-, men også i optimaliseringen av hele "design produksjon etter-salg"-kjeden, som gir mer penger til bedrifter. I bilindustrien kan 3D-utskrift av metall raskt lage lette deler som batteripakkebraketter laget av aluminiumslegering og karbonfiberforsterkede metallhjul, som er det nye energikjøretøyer trenger for å være lettere. I romfartsindustrien støtter den integrert støping av spesielle materialer som titanlegeringer og høy-temperaturlegeringer, som er et stort skritt videre fra tradisjonelle metoder for å lage komplekse strukturer. Tilpassede metallknokler, tannimplantater og andre-verdiøkende-varer har blitt viktige vekstområder innen det medisinske feltet.

For eksempel bruker en avansert-tilpasset bilprodusent 3D-utskrift av metall for å lage deler til innsiden av biler. Dette lar dem lage skreddersydde design uten å måtte lage former, og fortjenesten per stykke er 50 % høyere enn med tradisjonelle metoder; 3D-utskrift av metall kan raskt lage kopier av ødelagte deler som bremseklosser og radiatorer i etter-markedet. Dette reduserer reparasjonstiden og utgiftene. En militær business case-studie illustrerer at bruk av metall 3D-utskrift for å fikse deler av skipets hydrauliske system har kuttet vedlikeholdssyklusen fra to uker til tre dager, og sørget for at skipene fortsatt kan kjempe på slagmarken.