Преимущества и недостатки 3D-печати в изготовлении форм

3D-печать — это аддитивное производство, тип технологии быстрого прототипирования. Она использует файл цифровой модели как базовую структуру и использует связывающие материалы, такие как металлический порошок или пластик, для построения объектов послойной печатью. Технология 3D-печати интегрирует передовые технологии во многих областях, таких как информационные технологии, технологии цифрового моделирования, электромеханические технологии управления, материаловедение и химия.

С постепенной зрелостью технологии 3D-печати в печатающих материалах и операционном ПО, технология 3D-печати постепенно внедрялась в изготовление форм, промышленный дизайн, инженерное строительство, авиакосмическую отрасль и многие другие области. С появлением и популяризацией технологии 3D-печати, отрасль изготовления форм претерпела фундаментальные изменения.

Формы — это базовое процессное оборудование для промышленного производства. 60% до 80% компонентов в электронике, приборостроении, автомобилях и коммуникациях формируются формами. Качество форм во многом определяет качество продуктов.

CNC-обработка — самая распространенная техника при изготовлении форм. Хотя она обеспечивает высоконадежные результаты, она очень дорогая и трудоемкая. Соответствующая технология 3D-печати имеет преимущества экономии материалов, быстрого прототипирования и точного производства.

3D-печать и изготовление форм

В процессе производства продуктов промышленное производство в основном принимает технологию изготовления форм как техническую структуру, а затем проводит массовое производство различных продуктов. Технология изготовления форм имеет определенные операционные трудности и высокие затраты. С ростом персонализированных способов потребления, разные потребители будут иметь более разнообразные потребности в промышленных продуктах. В результате технологии изготовления форм нужно тратить много времени на проектирование и изготовление формы. Точность изготовления форм и управляемость затрат становятся все более трудными для эффективного контроля, поэтому технология изготовления форм всё труднее удовлетворяет развивающиеся потребности промышленного производства.

С появлением технологии 3D-печати и её применением в изготовлении форм, потребность в кастомизации и индивидуализации была решена. С её техническими преимуществами, 3D-технология сокращает цикл проектирования и производственный процесс, снижает затраты в процессе проектирования и производства и оказывает положительное влияние на всю деятельность промышленного дизайна.

Технология 3D-печати позволяет дизайнерам в короткий срок кастомизировать потребности клиентов, и одновременно удобно многократно корректировать дизайн, эффективно контролировать затраты на проектную работу и снижать ненужные затраты.

Преимущества технологии 3D-печати в изготовлении форм

• Сокращенный цикл производства форм

3D-печать может автоматически, быстро, прямо и точно преобразовать трехмерный дизайн в компьютере в физическую модель, которая может выдерживать частые изменения и модификации дизайна во время разработки новых продуктов, улучшая гибкость и адаптивность. 3D-печать форм сокращает цикл разработки продукта, пропуская открытие формы, ковку, резку и другие процессы в традиционном изготовлении форм. 3D-печать позволяет циклу проектирования формы поспевать за циклом проектирования продукта.

• Легче изготавливать более сложные продукты

Металлическая 3D-печать способна улучшить микроструктуру металла, в результате чего получаются полностью плотные напечатанные детали. Аддитивное производство облегчает улучшение дизайна форм. 3D-печать позволяет создавать охлаждающие каналы произвольной формы для обеспечения конформного охлаждения, более оптимизированного и равномерного, в конечном счете приводящего к деталям более высокого качества.

• Кастомизация конечного продукта

3D-напечатанные формы очень подходят для кастомизированного производства. Потому что у неё более короткий производственный цикл, легче изготавливать сложные детали, и она может снизить конечную производственную стоимость.

• Экономия производственных затрат

Используя 3D-печать, инженеры могут снизить предварительные затраты, понесенные из-за модификаций дизайна формы. 3D-печать более рентабельна, если используемые материалы очень дорогие, а традиционные материалы для изготовления форм имеют высокий процент брака. Кроме того, 3D-печать способна производить точные формы в течение нескольких часов.

Недостатки технологии 3D-печати для изготовления форм

• Детали 3D-печати ограничены по размеру

Оборудование 3D-печати не может удовлетворить производство крупномасштабных форм в промышленности. Большинство оборудования 3D-печати в реальном использовании ниже уровней 1x1м, и трудно удовлетворить требования для производства крупномасштабных продуктов.

• 3D-печать не подходит для массового производства

3D-печать не подходит для массового производства. Цена единицы продукта технологии 3D-печати для производства 1 продукта в основном похожа на производство 1000 продуктов, и относительная 3D-печать занимает больше времени. Традиционная технология изготовления форм имеет очевидные преимущества в массовом производстве.

• Меньше материалов доступно для технологии 3D-печати

Хотя есть много материалов, которые можно 3D-печатать, высокотемпературные пластики и некоторые обычно используемые металлы все еще не могут быть напечатаны. В частности, металл склонен к дентурации после печати из-за термической обработки.

• Эффективность технологии 3D-печати нуждается в улучшении

Существует противоречие между точностью производства и скоростью производства 3D-печати. 3D-печать делает объекты послойным накоплением. Если вы хотите улучшить точность печати, вам нужно увеличить количество слоев печати, но скорость печати соответственно снижается.

• Механические свойства 3D-напечатанных продуктов трудно гарантировать

Механические свойства — важные параметры деталей, которые предоставляют основную основу для использования и рабочего срока деталей. В традиционной CNC-обработке выполняются связанные работы, такие как старение и термическая обработка, для достижения механических свойств деталей.

• 3D-печать не может заменить традиционную технологию изготовления форм в краткосрочной перспективе

Хотя 3D-печать очень известна, индустриализация 3D-печати далеко от формирования, и она все еще на стадии популяризации науки. Как передовая и ведущая технология, 3D-печать может удовлетворить потребности в кастомизированных и сложных продуктах, но у неё нет преимуществ партии и масштаба.

В развитии традиционного промышленного крупномасштабного производства сегодня разделение труда очень тонкое и поддерживающие средства очень достаточны, что сформировало огромную инерцию. Если 3D-печать должна сломить эту инерцию, стоимость очень высока.

Заключение

JTR может предоставлять услуги 3D-печати Carbon DLS, DMLS, FDM, Multi Jet Fusion (MJF), PolyJet, Selective Laser Sintering (SLS), Stereolithography (SLA) и другие услуги 3D-печати. Если вам нужны услуги 3D-печати, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к JTR.