Vil 3D-utskrift av metall bli mainstream-prosessen for formproduksjon?

1. Teknologisk gjennombrudd: gå fra "prototypeverifisering" til "terminalproduksjon"
Metall 3D-utskriftsteknologi har kommet langt siden den først ble brukt hovedsakelig til å sjekke prototyper. Nå kan den lage terminaler direkte. Laserpulverbedsmelting (LPBF)-teknologi kan lage kompliserte strukturer som er vanskelige å lage med eksisterende metoder, som konforme kjølevannskanaler og interne forsterkningsribber, ved å stable metallpulver oppå hverandre. Disse strukturene er svært nyttige for å lage former. For eksempel kan den konforme kjølevannskretsen gjøre sprøytestøpesyklusen mye kortere og produktet bedre; de innvendige forsterkningsribbene kan gjøre formen sterkere og vare lenger.

Metall 3D-utskrift har blitt brukt med suksess i romfartsindustrien for å lage viktige deler som turbinblader og motordrivstoffdyser. Å lage en bestemt type drivstoffmunnstykke på den gamle-måten krever å sette sammen dusinvis av deler. Med 3D-utskriftsteknologi er den imidlertid laget til en enkelt, mer komplisert struktur. Dette gjør den ikke bare lettere og mer holdbar, men den forkorter også produksjonssyklusen fra måneder til uker. Dette «designdrevne produksjons-paradigmet» endrer måten bedrifter innen-den avanserte utstyrsindustrien konkurrerer med hverandre på.

2. Kostnads-effektivitet: overgangen fra "høy-utforskning" til "applikasjon i stor skala-"
Kostnads-effektiviteten til 3D-utskrift av metall er det som vil gjøre det til en vanlig praksis. Å lage støpeformer på den gamle-måten involverer mange faser, som skjæring, maskinering av elektrisk utladning og ledningsskjæring. Dette betyr bruk av mange forskjellige maskiner og trinn, noe som gjør prosessen svært kostbar. Metall 3D-utskrift kombinerer alle trinnene for å lage noe til ett element. Dette gjør prosessen enklere og reduserer behovet for arbeidere og utstyr i midtleddene.

For eksempel, å lage en form for en bestemt bildeler pleide å ta 5 sett med utstyr, 3 operatører og 72 timers behandlingstid, som kostet 12 000 yuan. Nå, med 3D-utskrift av metall, tar det bare én enhet, én operatør og 24 timers utskriftstid, og kostnadene har sunket til 4000 yuan, en nedgang på 67 %. Dessuten bruker 3D-utskrift av metall mer enn 95 % av materialet, og alt metallpulver som ikke brukes kan resirkuleres, noe som senker materialprisene enda mer.

Startkostnaden for utstyret for 3D-utskrift av metall er høy, og utskriftshastigheten er fortsatt lavere enn for tradisjonell sprøytestøping. Men hvis teknologien fortsetter å bli bedre og flere mennesker begynner å bruke den i stor skala, vil kostnadene for utstyr sannsynligvis fortsette å gå ned og utskriftseffektiviteten vil sannsynligvis fortsette å øke. For eksempel må spraystøpingsmetoden med lim avfettes og sintres etter at den er brukt, men den skriver ut 50 til 100 ganger raskere enn LPBF og anslås å være svært nyttig for stor-produksjon.

3. Applikasjonsscenario: gå fra «high-tilpasning» til «masseproduksjon»
3D-utskrift av metall beveger seg sakte fra høy-tilpasning til masseproduksjon i formproduksjon. 3D-utskrift av metall har blitt den viktigste måten å lage kompliserte strukturelle deler og essensielle deler på i områder som romfart og forsvar. Metall 3D-utskrift har gradvis kommet inn i flere stadier av formproduksjon i sektorer som bilproduksjon og forbrukerelektronikk. Dette er fordi den raskt kan tilpasse seg designendringer og lage små partier med personlige produkter.

I sektoren for forbrukerelektronikk, for eksempel, ettersom hastigheten på produktgjentakelsen har økt, har støpeformer måttet være mer fleksible og responsive. Metall 3D-utskriftsteknologi kan raskt gjøre designmodeller om til ekte former, og klemmeprosessen tar kortere tid, noe som gjør syklusen til å lage formen mye kortere. 3D-utskrift av metall kan redusere produksjonssykluskostnadene og gjøre produksjonen mer effektiv for å lage små partier av forskjellige typer sprøytestøpte produkter.

Metall 3D-utskrift har også vist mye lovende for reparasjon og reproduksjon av støpeformer. Ved å bruke metoder som rettet energideponering (DED), kan utslitte formseksjoner raskt repareres og reproduseres, noe som forlenger levetiden til formene og reduserer produksjonskostnadene.

4. Industrielt kjedesamarbeid: Flytte fra "Single Point Breakthrough" til "Ecological Construction"
3D-utskrift av metall må være hovedmåten for å lage former, og et komplett industrikjedeøkosystem må settes opp. Dette betyr at oppstrømsmaterialleverandører, midtstrømsutstyrsprodusenter og nedstrømsapplikasjonstjenesteleverandører må samarbeide tett. Det betyr også at standardiseringssystemer må bygges og talent utvikles.

Når det gjelder materialer, er-metallpulver med høy ytelse svært viktig for forskning og bruk. Ved å bruke nye teknologier for produksjon av forstøvningspulver har innenlandske selskaper med suksess laget pulver av titanlegering av luftfarts-kvalitet med et oksygeninnhold under et visst nivå. De mekaniske egenskapene til disse pulverene oppfyller spesifikasjonene for smidde deler. Økningen i bruken av miljøvennlige-materialer bidrar også til å endre grønn produksjon. For eksempel blir polymelkesyre (PLA) og andre biologisk nedbrytbare biobaserte materialer raskt populære blant forbrukerne.

Markedet for industrielt-3D-utskriftsutstyr i metall har et «dual track konkurranse»-mønster når det gjelder utstyr. Innenlandske selskaper har gjort differensierte erstatninger i militær og ny energiindustri ved å lage stort utstyr og senke kostnadene. Et selskap har bygget en veldig stor 3D-skriver av metall som har lykkes med å skrive ut hele rammen til en viss type rakettdrivstofflagringstank. Dette viser at Kina er best i verden til å lage store strukturelle komponenter.

Den internasjonale standardiseringsorganisasjonen (ISO) har satt standarder for additive produksjonsteknologier som dekker viktige områder, inkludert testing av materialer, kalibreringsutstyr og å sørge for at kvaliteten er høy. Innenlandske industrigrupper har også stått for å utvikle gruppestandarder for dental 3D-utskrift, noe som har bidratt til å holde orden på markedet og hjulpet virksomheten med å vokse på en sunn måte.