Может ли 3D-печать превзойти традиционные производственные процессы?

В прошлом году 3D-печать вызвала большой интерес, но будущее этой технологии в промышленном производстве все еще неясно . С развитием технологий индустрия 3D-печати быстро выросла и теперь может печатать самые разные типы материалов. Тем не менее, 3D-печать не заменила традиционную субтрактивную обработку или литье под давлением. Давайте посмотрим на некоторые из причин, почему.

1) Эстетическое качество

Использование 3D-печати не рекомендуется, если конечный продукт должен иметь очень гладкую и идеальную поверхность. 3D-печать - это аддитивный процесс, означающий, что 3D-принтер «добавляет» последовательные слои материала на объект многократно, пока объект не будет готов. В готовом продукте слои можно рассматривать как тонко нарезанный горизонтальный разрез. Многие другие производственные процессы, в том числе литье под давлением, штамповка и обработка с ЧПУ, обеспечивают более гладкую поверхность.

2) Сила

Детали, напечатанные на 3D-принтере, не так прочны, как детали, изготовленные традиционным способом. Их послойная технология изготовления - их самая большая сила и самая большая их слабость. В таком процессе, как литье под давлением, прочность детали одинакова, так как структура материала относительно стабильна. В 3D-печати продукт состоит из слоев - это означает, что у него есть слабые стороны ламината, поскольку слои не связываются так же хорошо по оси Z, как в плоскостях X и Y. Еще один фактор, который заставляет 3D-печать создавать более слабые продукты, заключается в том, что только несколько пластиков подходят для использования в принтерах. У вас просто нет доступа ко всему спектру высококачественных пластиков. Все самые прочные пластиковые материалы, включая G-10 / FR4 (45 000 фунтов на квадратный дюйм) и FRP (30 000 фунтов на квадратный дюйм), не могут быть изготовлены с помощью 3D-печати. ​​

3) Точность

Большинству промышленных производителей требуется оборудование с точными допусками и строгим контролем качества. Хотя 3D-принтеры довольно точны, они не сравнятся со станками с ЧПУ. Стандартные допуски для деталей, обработанных с ЧПУ, составляют +/- 0,005 дюйма или 0,001 дюйма / дюйм, в зависимости от того, что больше, хотя в зависимости от конструкции детали могут быть достигнуты даже более жесткие допуски. Допуски на 3D-печать различаются, но обычно находятся в диапазоне +/- 0,009-0,020 дюйма. Поэтому обработка с ЧПУ часто является более точным выбором для изготовления деталей с критическими допусками.

4) Скорость производства

Если вам нужно массово производить продукт в больших количествах и в короткие сроки, лучший производственный процесс зависит от размера и формы конечного продукта. Один из самых быстрых производственных процессов, штамповка, позволяет производить до 22 000 деталей в час. Однако штамповка подходит только для плоских, относительно тонких и простых по конструкции деталей. Литье под давлением также довольно быстро - более 1440 штук в час и позволяет создавать гораздо более сложные компоненты. Напротив, для изготовления детали 3D-печать часто требуется часы, если не дни, поэтому она не идеальна для массового производства промышленного оборудования.

5) Стоимость

Прелесть 3D-печати с точки зрения стоимости заключается в том, что в ней нет инструментов, что является серьезной статьей расходов в более традиционных формах производства. Форма для литья под давлением может стоить тысячи долларов. Многие 3D-принтеры также довольно дешевы по сравнению с другими машинами. Например, Makerbot® стоит около 1/10 стоимости нового станка с ЧПУ.

Однако есть некоторые недостатки, связанные с затратами на 3D-печать. При покупке материалов экономия на масштабе отсутствует, поэтому одна вещь стоит X фунтов, а тысяча единиц - 1000 долларов. Таким образом, затраты не снижаются по мере увеличения производства, что делает этот процесс неэффективным для массовых тиражей. Эти материалы также намного дороже, чем покупка простого сырья, при этом самая дешевая цена составляет около 25 долларов за фунт, а некоторые смолы могут доходить до 250 долларов.

Однако имейте в виду, что будущее 3D-печати в производстве еще предстоит увидеть. Некоторые компании уже используют этот процесс для производства прототипов для клиентов. Есть даже компания, использующая 3D-печать для создания форм для литья под давлением.

Что вы думаете о будущем 3D-печати? Дайте нам знать в разделе комментариев ниже.

Ищете дополнительную информацию о пластмассах? Загрузите наше бесплатное руководство!