Kui kiire on 3D printimine? Millistes stsenaariumides võib see tõesti tuua kiiruse ja kulude kahekordseid eeliseid? Selles artiklis võrreldakse tavalisi 3D-trükitehnoloogiaid (nt FDM, SLA, SLS, MJF) traditsiooniliste protsessidega (nt CNC, süstevormimine, valamine), kombineeritud tüüpiliste tootmise stsenaariumidega, et demonteerida "3D-trükkimise kiiruse" tehniline tuum ja kaubanduslik tähendus teie jaoks.
Usun, et pärast selle artikli lugemist on teil selgem vastus küsimusele "millal kasutada 3D-trükkimist ja miks see on nii kiire ja mõttekas".
Kiire 3D-trükk vs traditsiooniline käsitöö: kumb on kiirem?
Enne kui me võrdleme konkreetseid tehnoloogiaid, selgitame põhiküsimust: FDM (fused deposition modelimine), SLA (stereolitograafia), MJF (multi-jet fusion), need nimed on kõik erinevad 3D-trükkimise vormimispõhimõtted. Igal neil on oma ainulaadne trükkimismeetod, materjali kohanemisvõime ja kiiruse jõudlus, nii et neil on oma eelised tõhususes. Neist teravalt vastupidiselt on traditsioonilistel tootmisprotsessidel nagu CNC, süstevormimine ja valamine ka täiesti erinevad tootmisvõimsuse struktuurid ja reageerimisrütmid. Lõpetame need ükshaaval lahti, et näha, kas 3D-trükitehnoloogia saab kiiruse poolest kätte jõuda.
FDM vs. CNC
Kui peate kiiresti tegema väikese tööriista proovi (näiteks wSelle tehnoloogia eelis ei ole ainult selle kiirus, vaid ka paindlikkus. Eelkõige pärast pihusti läbimõõdu (näiteks üle 0,6 mm) reguleerimist võib pihusti kiirus ulatuda 150 mm / s ja 100 mm kõrgusega keskmise keerulise osa saab trükkida 1 tunni jooksul. FDM-il on ilmsed eelised trükkimiskiiruses, mis võib oluliselt parandada vormimise tõhusust ja sobib keskmise keerukusega prototüüpide kiireks prototüüpideks ja katsetamiseks.
Kuid kui seda muudetakse CNC-le, mõõdetakse tarneaeg sageli päevades protsessidokumentide ettevalmistamise, tööriistade kinnitusseadmete veatõrje ja lõikamisprotsessi tõttu.
SLA/DLP vs. süstevormimine
SLA (stereolitograafia) on tuntud oma kõrge täpsusega, kihi paksusega 0,025-0,1 mm, täpsusega kuni ±25μm ja vormimiskiirusega umbes 10-30 mm/h. SLA trükkimiskiiruse eelis ei ole selle suur kiirus, vaid selle võime väljuda stabiilselt, säilitades pinnakvaliteedi, mis sobib stseenidele, millel on kõrged protsessi järjepidevuse nõuded.
DLP (digitaalne valgustöötlus) on printimisel tõhusam. See suurendab trükkimiskiirust 50-100 mm tunnis, paljastades samal ajal kogu pildi kihi, mis on eriti tõhus väikeste ja suurte osade tootmisel. DLP trükkimiskiiruse eelis on see, et see suudab kiiresti reageerida partii nõuetele. See säilitab teatud täpsuse, vähendades samal ajal üksuse vormimise aega.
Vastupidi sellele, kuigi süstevormimine on ühe tükki vormimise kiiruses väga kiire, pikendab selle üldist tarnetsüklit sageli "hallituse arendamise" eelprotsess, mis tavaliselt võtab mitu päeva või isegi nädalaid ja millega kaasnevad kõrged kulud. Kui toote disaini korrigeeritakse sageli, on ka korduvate hallitusmuutuste katse- ja veakulud väga kõrged.
SLM vs. metalli valamine
SLM-i suurim omadus on see, et see saab printida keerulisi struktuure ühekordselt - näiteks läbi aukude, lukkide ja võrkudeta osad. Kuna SLM ei vaja vormi avamist ja ettevalmistusprotsesse, võib see tootearenduse varajastes etappides oluliselt kiirendada üldist tarnekiirust.
Vastupidi sellele, kuigi metalli valamisel on massitootmisel kulueelised, on ettevalmistusprotsess pikk - hallituse projekteerimine, valamise jahutus ja eemaldamine võtavad sageli mitu päeva või isegi nädalat. Kui kohtate äristsenaariumi, mis nõuab kiiret kordamist, on metallivalmistehnoloogia põhimõtteliselt lahendamatu.
Kui kiiresti 3D-trükkimine võidab kolmes peamises stsenaariumis kiirusega
Lisaks tehnoloogia ise erinevustele erinevad 3D-trükkimise kiiruse eelised ka erinevates praktilistes stsenaariumides. Alates teadus- ja arendustegevuse kontrollimisest kuni massitootmiseni vaatame selle tegelikku jõudlust rakendustasemel.
Kiire prototüüp
Riistavara tootearenduse varajastes etappides määrab sageli projekti iteratsiooni tõhusus, kas proove saab toota päeva jooksul või mitte. Võrreldes traditsioonilise tootmisega, mis nõuab tootmise planeerimist, hallituse valmistamist ja veatõrjumist, võib 3D-trükkimine saavutada sama päeva disaini ja sama päeva tarnimise. FDM-trükkimine sobib struktuurilise kontrollimise ja esialgse katsetamise jaoks, samas kui SLA võib saavutada kvaliteetseid välimusemudeleid ±25μm lahendusega. Ei ole vaja vormi ja proove saab valmistada otse, mis on 3D-trükkimise suurim kiiruseeelis prototüübi etapis.
3D-trükitehnoloogia mõistab, et prototüübi kontrollimine ei ole ühekordne tarne, vaid kiire katse- ja veakorrigeerimise tsükli režiim, et edendada pidevat toote arengut. Kiire ja odav katse ja vea tegemine on 3D-trükitehnoloogia tootearenduse rütmi peamine jõud.
Väikese partii kohandatud tootmine
Kui tooted soovivad isikupärastamist ja sagedasi kordumisi, ei saa traditsioonilise tootmise vormide arendamise ja kokkupanemise protsessid sageli sammu pidada. 3D-trükitehnoloogiad nagu MJF ja SLM ei vaja vormi avamist ja saavad otse trükkida valmis osad. Võttes näiteks MJF-i, on tööstusmudeli tundlik tootlikkus üle 3000 cm TöTööstusmudel on üle 3000 cm MMMJF-i. mis sobib tüüpiliste stsenaariumide, nagu ortopeedilised sulgud ja kohandatud kested.
Väikeste partiide kohandamise võti ei ole ühikuklus, vaid tarne reageerimiskiirus ja disaini vabadus. 3D-trükkimine pakub uut põlvkonda paindlikku tootmisteed.
Suur standardiseeritud tootmine
Kuigi massitöötluses domineerivad veel süstevormimine ja CNC, muutub 3D-trükkimine varajase kontrollimise kiirendiks. Uute toodete katsetamise müügi ja piirkondlike katsete etappides võib 3D-trükkimine anda sadu proove mõne päeva jooksul, hõlmata turu aja akna ja vähendada korduvate hallitusmuudatuste riski.
Massitootmisel ei ole 3D-trükk asendaja, vaid kiirendus. See aitab ettevõtetel kiiresti ebakindluses ebaõnnestuda ja teha enne ametlikku massitootmist teadlikumaid otsuseid.
Ajal, mil tootmise tõhusus on muutunud konkurentsivõimeliseks künniseks, on 3D-trükkimise kiiruse dividend liikunud prototüüpidest massitootmisele, innovatsioonist kasumile. See ei saa mitte ainult täita traditsiooniliste protsesside vastuseaknat, vaid ka tagada otsuste puvri ebakindluses. Küsimus ei ole selles, kas 3D-trükkimist saab kasutada, vaid millal on selle kasutamine kõige kulutõhusam. Järgmisel tabelil on kokkuvõte erinevate tootmismeetodite toimivusest kiiruse, paindlikkuse ja kulude osas erinevate tootmiseesmärkide all, aidates teil hinnata ühe pilguga:
3D-trükkimine ei ole traditsioonilise tootmise vastupidine, vaid selle võimas täiendus. Kiirest prototüüpist, paindlikust katsetootmisest kuni toote kontrollimiseni võimaldab see ettevõtetel kiiresti ja madala hinnaga katsetada ja viga teha, kiirendades iga idee rakendamiseni. See on täpselt artikli alguses mainitud peamine punkt: tõeline tootmise eelis ei seisne selles, kui kiiresti masin töötab, vaid selles, kas saate õigel ajal kasutada innovatsiooni teral "kiirust".
Soovite rohkem teada saada, milline 3D-trüki lahendus on teie toote disaini või tootmisliini jaoks parim? Võtke meiega ühendust tasuta konsultatsiooni saamiseks.