Быстрое инструментирование: ускорение производства, снижение затрат и трансформация мануфактуринга

Появление услуг быстрого инструментирования стало подспорьем производственным процессам во многих отношениях. В отличие от традиционных производственных методов, оно отличается скоростью, меньшей стоимостью, более низкими лид-таймами и т.д. В результате услуги быстрого инструментирования теперь применимы в крупных отраслях, предпочитающих метод для быстрого производства деталей.

Услуги быстрого инструментирования бывают во многих формах, категоризированных в две основные группы: прямое и косвенное. Эта статья ответит на вопрос «что такое быстрое инструментирование?» и раскроет его типы и преимущества. Также включит, почему вы должны включить его в свой производственный процесс или использовать для изготовления любого продукта. Не ложь, что услуги быстрого инструментирования набирают обороты в мануфактуринге. Поэтому вы должны узнать о нём. Читайте дальше!

Что такое быстрое инструментирование

Быстрое инструментирование (RT), также известное как прототипное инструментирование, включает использование процессов быстрого прототипирования, таких как 3D-печать, для ускорения производственных процессов. Это очень важно для прототипирования или ограниченного серийного производства. Подход быстрого инструментирования состоит в преобразовании CAD-моделей в физические инструменты или формы с помощью методов быстрого производства. Поэтому это резко сокращает циклы разработки продуктов.

3D-печатанные или обработанные формы могут не подходить для крупносерийного производства. Однако они позволяют производителям тестировать и оценивать дизайн и качество инструмента перед переходом к полноценному производству.

Типы услуг быстрого инструментирования в производстве

Ответ на вопрос «что такое прототипное инструментирование» идет с пониманием двух категорий услуг быстрого инструментирования, используемых в быстром производстве деталей. Есть две категории: прямое и косвенное. Ниже приведено объяснение обеих категорий.

Прямое быстрое инструментирование

В прямом быстром производственном инструментировании производители используют процессы быстрого прототипирования для изготовления фактических стержневых и матричных вставок формы. Этот подход особенно полезен для создания геометрически сложных инструментов. Состоит из трех важных шагов, выделенных ниже.

• Создание модели инструмента или формы с помощью ПО САПР (CAD).
• Создание фактической формы или инструмента. Этот процесс может быть аддитивным (3D-печать) или вычитающим (обработка на ЧПУ).
• Фактическая форма или инструмент затем доступны для изготовления прототипов.

Преимущества

• Прямое быстрое инструментирование обеспечивает более быстрое производство и сокращенные лид-таймы.
• Оно имеет меньше шагов и требует мало ресурсов.
• Можно произвести множество прототипов, используя единственную созданную форму или инструмент.
• Прямое быстрое инструментирование очень гибко. Поэтому можно сделать множество форм или инструментов даже при изменении дизайна.

Недостатки

• Созданная форма может быть недолговечной по сравнению с косвенными методами быстрого инструментирования.
• Без мастер-модели увеличивается тенденция к ошибкам.
• При поломке инструмента или эксперименте с новым материалом нужно начинать весь процесс заново.
• Не идеально для высокосложных дизайнов или материалов.

Косвенное быстрое инструментирование

Косвенное быстрое производственное инструментирование включает использование процессов быстрого прототипирования для создания мастер-модели. Благодаря долговечности мастер-модели производитель может затем использовать её для производства инструмента с помощью мягкого инструментирования или жертвенной модели. Мягкое инструментирование в основном для пластикового производства, а жертвенные модели — для литья металлов по выплавляемым моделям. Состоит из трех важных шагов:

• Создание модели инструмента или формы с помощью ПО САПР (CAD).
• Создание мастер-формы или инструмента.
• Использование мастер-формы или инструментов для изготовления других.

Преимущества

• Мастер-модель очень долговечна.
• Если нет изменения дизайна, нужна только одна мастер-модель.
• Косвенное быстрое инструментирование применимо для изготовления жестких (сложных дизайнов) или мягких инструментов (простых дизайнов).
• Все формы и инструменты основаны на одной мастер-модели.
• Можно экспериментировать с разными материалами.

Недостатки

• Оно не так быстро, как прямое быстрое инструментирование.
• Косвенное быстрое инструментирование не идеально для производителей с постоянно меняющимися дизайнами.
• Оно имеет более высокую стоимость из-за необходимости качественных материалов для качественной мастер-модели.

Как 3D-печать и обработка на ЧПУ обеспечивают быстрое инструментирование

Один из ключевых процессов, важных для оказания услуг быстрого инструментирования, — 3D-печать (аддитивное производство). Есть много методов 3D-печати, таких как моделирование наплавлением (FDM), стереолитография (SLA), селективное лазерное спекание (SLS) и струйная печать связующего. Все они применимы в быстрых производственных деталях и моделях для мягкого инструментирования или прямых инструментов и форм.

В различных отраслях 3D-печать всё чаще используется для производства приспособлений, фикстур и инструментов для ускорения производственного процесса и значительного снижения затрат. Технология, строящая детали слой за слоем с использованием ряда полимерных или металлических материалов, может рентабельно производить единичные изделия по запросу. Аддитивное производство также создает уникальные возможности для сложных геометрий, невозможных для достижения традиционными производственными процессами.

Используя 3D-печать для приложений быстрого инструментирования, производители могут пользоваться функциональными прототипами форм. 3D-печатанные инструменты также могут использоваться для выполнения мелкосерийных производственных запусков или индивидуальных, единичных деталей. Например, в ювелирной промышленности 3D-печатанные восковые модели могут отливаться драгоценными металлами для создания сложных и тонко детализированных изделий. Кроме того, 3D-печатанные инструменты всё чаще используются в автомобильном секторе для оптимизации производства и снижения затрат на прототипирование.

Для крупносерийного производства, после тестирования и верификации 3D-печатанной прототипной формы, производители могут применить более традиционные практики инструментирования, такие как обработка на ЧПУ, для производства промышленного инструмента. В этих случаях аддитивное производство позволяет протестировать и оптимизировать дизайн инструмента перед инвестициями в промышленный инструмент.

Преимущества быстрого инструментирования в производстве

Существует много прямых и косвенных преимуществ быстрого производственного инструментирования для бизнеса и предпринимателей. Именно это делает этот процесс таким убедительным. С услугами быстрого инструментирования вы можете наслаждаться преимуществами, такими как:

· Стоимость

Быстрое инструментирование имеет огромное стоимостное преимущество для производителей по сравнению с традиционными инструментами, с экономией до 95%. Эти драматически более низкие затраты позволяют производителям прототипировать инструменты и формы, корректировать и уточнять дизайны с большей гибкостью. Стоимость также делает инструментирование более доступным во многих случаях для производителей с более жесткими бюджетами.

· Более быстрое время выхода на рынок

Одним из важных преимуществ быстрого инструментирования является скорость производства. Традиционные процессы инструментирования могут занимать месяцы. Однако быстрое инструментирование может сократить лид-таймы до недель или даже дней.

Эти быстрые сроки обращения на ранней стадии разработки продукта важны в цепочках поставок. Они помогают ускорить общее время выхода на рынок для бизнеса и обеспечивают более гибкое производство.

· Оптимизация продукта

Оптимизация продукта — одно из преимуществ быстрого инструментирования, и она делает возможным настройку и улучшение дизайна формы до тех пор, пока продукт не получит желаемые свойства и функции. Следовательно, вы можете выявить и устранить любые дефекты дизайна перед производством. Поэтому вы экономите дополнительное время и затраты в будущем.

Быстрое инструментирование также позволяет производителям тестировать и оценивать функциональные прототипы перед переходом в производство. Другими словами, прототипы, сделанные через быстрое инструментирование, не просто концептуальные модели. Их можно оценивать так же, как финальные продукты.

Кроме того, формы, сделанные с использованием подхода быстрого инструментирования, в конечном счете могут выполнять производственные серии из тысяч деталей.

· Повышенный ROI

Быстрое инструментирование также приводит к сокращению времени разработки продукта. Поэтому вы можете получить ROI быстро. Процесс также ведет к более низкой производственной стоимости, увеличивая общий ROI, когда вы начинаете продавать свой продукт. Этот план идеален, если у вашего бизнеса ограниченный производственный бюджет и вы хотите держать операции максимально легкими.

· Доступность

В отличие от раньше, одно из важных преимуществ быстрого инструментирования — доступность. Поэтому неудивительно, что большинство разработчиков продуктов, таких как RapidDirect, предлагают клиентам разные услуги быстрого инструментирования. Следовательно, их клиенты имеют доступ к 3D-принтерам, ЧПУ-станкам, инструментам металлургического спекания и т.д.

Неважно, являетесь ли вы крупной корпорацией или соло-предпринимателем. Вы можете получить доступ к самым передовым инструментам и умам, когда нанимаете квалифицированного производителя.

· Превосходное тестирование дизайна

Быстрое инструментирование позволяет сделать множество прототипов или форм за очень малое время. Это дает больше свободы для корректировок дизайна и тестирования новых идей. В сравнении, если прототип занимает дни или недели, вы можете быть менее склонны менять дизайн. Даже если это улучшит финальный продукт. Вложение значительных затрат или энергии в один прототип подавляет инновации. Альтернативно, если вы можете делать прототипы за несколько часов, вы можете экспериментировать больше и прийти к дизайну, в котором уверены и который ваши клиенты оценят.

· Типы материалов

Еще одно преимущество — быстрое инструментирование позволяет создавать формы с любыми физическими размерами. Однако замечание: чем сложнее форма, тем более трудоемко это для производителя. Создав форму, вы можете использовать её для тестирования разных типов материалов.

Поиск лучших услуг быстрого инструментирования

Ответ на вопрос «что такое прототипное инструментирование» — одно. Найти лучшие услуги быстрого инструментирования — другое. Неудивительно, что быстрое инструментирование имеет много преимуществ. Однако это не значит, что это идеальный метод для каждого проекта. Большинству производителей приходится иметь дело с неточностью формованных деталей по сравнению с традиционными производственными методами.

Делает ли это быстрое инструментирование неидеальным? Нет!!! С феноменальным развитием продуктового производства сравнение больше не стоит того. Есть прогресс в станках вроде 3D-принтеров, ЧПУ-станков и т.д. Поэтому они более способны точно производить сложные детали с точностью.

Когда вы имеете это в виду, единственный фактор, определяющий лучший процесс быстрого инструментирования — получение эксперта по быстрому инструментированию. Эксперт будет работать с вами и советовать лучший вариант быстрого инструментирования для вашего проекта. Кроме того, вам может потребоваться ответить на вопросы ниже:

• Какой лид-тайм вы хотите для вашего продукта?
• Потребуется ли множественное тестирование материалов?
• Ваш дизайн сложен, и насколько сложен?
• Требует ли ваш дизайн высокую степень точности?
• Какой у вас бюджет?

Заключение

Услуги быстрого инструментирования становятся важными в производстве благодаря гибкости, более низким производственным затрам и лид-таймам. Есть разные способы подхода к быстрому инструментированию в производстве, которые могут играть важную роль в получении лучшего действия. Эта статья ответила на вопрос «что такое быстрое инструментирование?» Она также показала преимущества услуг быстрого инструментирования и как выбрать правильный вариант. В плане правильного варианта RapidDirect предлагает клиентам передовые методы и технологии быстрого инструментирования. Наша команда инженеров может советовать правильный метод для использования.