Πόσο γρήγορη μπορεί να είναι η 3D εκτύπωση; Σε ποια σενάρια μπορεί πραγματικά να φέρει τα διπλά πλεονεκτήματα ταχύτητας και κόστους; Αυτό το άρθρο θα συγκρίνει τις κύριες τεχνολογίες 3D εκτύπωσης (όπως FDM, SLA, SLS, MJF) με τις παραδοσιακές διαδικασίες (όπως CNC, χύτευση με έγχυση, χύτευση), σε συνδυασμό με τυπικά σενάρια παραγωγής, για να αποσυναρμολογήσει τον τεχνικό πυρήνα και την εμπορική σημασία της "ταχύτητας 3D εκτύπωσης" για εσάς.
Πιστεύω ότι αφού διαβάσετε αυτό το άρθρο, θα έχετε μια σαφέστερη απάντηση στο "πότε να χρησιμοποιήσετε την τρισδιάστατη εκτύπωση και γιατί είναι τόσο γρήγορη και ουσιαστική".
Γρήγορη 3D εκτύπωση εναντίον παραδοσιακών βιοτεχνιών: Ποιο είναι πιο γρήγορο;
Πριν συγκρίνουμε συγκεκριμένες τεχνολογίες, ας διευκρινίσουμε ένα βασικό ζήτημα: FDM (μοντελοποίηση σύντηξης κατάθεσης), SLA (στερεολιθογραφία), MJF (σύντηξη πολλών τζετ), όλα αυτά τα ονόματα είναι διαφορετικές αρχές μορφοποίησης της τρισδιάστατης εκτύπωσης. Κάθε ένα έχει τις δικές του μοναδικές μεθόδους εκτύπωσης, την προσαρμοστικότητα του υλικού και την απόδοση ταχύτητας, οπότε έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα στην αποδοτικότητα. Σε απότομη αντίθεση με αυτά, οι παραδοσιακές διαδικασίες κατασκευής όπως το CNC, η χύτευση με έγχυση και η χύτευση έχουν επίσης εντελώς διαφορετικές δομές παραγωγικής ικανότητας και ρυθμούς απόκρισης. Ας τα αποσυναρμολογήσουμε ένα προς ένα για να δούμε αν η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης μπορεί να αντιμετωπίσει την ταχύτητα.
FDM εναντίον CNC
Όταν χρειάζεται να κάνετε ένα μικρό δείγμα εργαλείου επειγόντως (για παράδειγμα, wΤο πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας έγκειται όχι μόνο στην ταχύτητα της, αλλά και στην ευελιξία της. Ειδικότερα, μετά την ρύθμιση της διάμετρου του ακροφύσιου (όπως άνω των 0,6 mm), η ταχύτητα του ακροφύσιου μπορεί να φτάσει τα 150 mm / s και ένα μέσο-σύνθετο μέρος με ύψος 100 mm μπορεί να εκτυπωθ Η FDM έχει προφανή πλεονεκτήματα στην ταχύτητα εκτύπωσης, η οποία μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αποδοτικότητα της μορφοποίησης και είναι κατάλληλη για ταχεία πρωτοτύπωση και δοκιμή πρωτοτύπων μεσαίας πολυπλοκότητας.
Αλλά αν αλλάξει σε CNC, ο χρόνος παράδοσης μετράται συχνά σε ημέρες λόγω της προετοιμασίας εγγράφων διαδικασίας, της αντιμετώπισης σφαλμάτων των εξαρτημάτων εργαλείων και της διαδικασίας κοπής.
SLA/DLP εναντίον χύτευσης με έγχυση
Η SLA (στερεολιθογραφία) είναι γνωστή για την υψηλή της ακρίβεια, με πάχος στρώματος 0,025-0,1 mm, ακρίβεια έως ±25μm και ταχύτητα μορφοποίησης περίπου 10-30 mm/h. Το πλεονέκτημα της ταχύτητας εκτύπωσης SLA δεν είναι η υψηλή της ταχύτητα, αλλά η ικανότητά της να παράγει σταθερά διατηρώντας παράλληλα την ποιότητα της επιφάνειας, η οποία είναι κατάλληλη για σκηνές με υψηλές απαιτήσεις για συνέπεια διαδικασίας.
Η ψηφιακή επεξεργασία φωτός (DLP) είναι πιο αποτελεσματική στην εκτύπωση. Αυξάνει την ταχύτητα εκτύπωσης σε 50-100 mm ανά ώρα εκθέτοντας ταυτόχρονα ολόκληρο το στρώμα της εικόνας, κάτι που είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό στην παραγωγή μικρών και μεγάλων ποσοτήτων εξαρτημάτων. Το πλεονέκτημα της ταχύτητας εκτύπωσης DLP είναι ότι μπορεί να ανταποκριθεί γρήγορα στις απαιτήσεις παρτίδων. Διατηρεί έναν ορισμένο βαθμό ακρίβειας ελαχιστοποιώντας παράλληλα τον χρόνο μόρφωσης της μονάδας.
Αντίθετα, αν και η χύτευση με έγχυση είναι πολύ γρήγορη στην ταχύτητα χύτευσης ενός κομματιού, ο συνολικός κύκλος παράδοσης του συχνά επεκτείνεται από την προ-διαδικασία της "ανάπτυξης μούχλας", η οποία συνήθως διαρκεί αρκετές ημέρες ή ακόμη και εβδομάδες και συνοδεύεται από υψηλά κόστη. Εάν ο σχεδιασμός του προϊόντος προσαρμόζεται συχνά, το κόστος δοκιμής και σφάλματος των επαναλαμβανόμενων αλλαγών μούχλας θα είναι επίσης πολύ υψηλό.
SLM εναντίον Metal Casting
Το μεγαλύτερο χαρακτηριστικό του SLM είναι ότι μπορεί να εκτυπώσει πολύπλοκες δομές σε μια φορά - για παράδειγμα, μέρη με τρύπες, πόρπες και πλέγματα, χωρίς καμία υποστήριξη. Δεδομένου ότι το SLM δεν απαιτεί διαδικασίες άνοιγματος καλούπιων και προκατασκευής, μπορεί να επιταχύνει σημαντικά τη συνολική ταχύτητα παράδοσης στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης προϊόντος.
Αντίθετα, αν και η χύτευση μετάλλων έχει πλεονεκτήματα κόστους στη μαζική παραγωγή, η διαδικασία προετοιμασίας είναι μακρά - ο σχεδιασμός μούχλας, η ψύξη της χύτευσης και η απορρόφηση συχνά διαρκούν αρκετές ημέρες ή ακόμη και μια εβδομάδα. Εάν αντιμετωπίσετε ένα επιχειρηματικό σενάριο που απαιτεί γρήγορη επανάληψη, η τεχνολογία χύτευσης μετάλλων είναι ουσιαστικά αδιάλωτη.
Πόσο γρήγορα κερδίζει η 3D εκτύπωση σε τρία μεγάλα σενάρια με ταχύτητα
Εκτός από τις διαφορές στην ίδια την τεχνολογία, τα πλεονεκτήματα της ταχύτητας 3D εκτύπωσης ποικίλλουν επίσης σε διαφορετικά πρακτικά σενάρια. Από την επαλήθευση της Ε&Α μέχρι τη μαζική παραγωγή, ρίχνουμε μια πανοραμική ματιά στην πραγματική απόδοσή του σε επίπεδο εφαρμογής.
Ταχεία πρωτοτύπωση
Στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης προϊόντων υλικού, το αν μπορεί ή όχι να παραχθούν δείγματα μέσα σε μια ημέρα συχνά καθορίζει την αποδοτικότητα της επανάληψης του έργου. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή κατασκευή που απαιτεί προγραμματισμό παραγωγής, κατασκευή καλούπιων και αντιμετώπιση σφαλμάτων, η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να επιτύχει σχεδιασμό την ίδια ημέρα και παράδοση την ίδια ημέρα. Η εκτύπωση FDM είναι κατάλληλη για δομική επαλήθευση και προκαταρκτικές δοκιμές, ενώ η SLA μπορεί να επιτύχει μοντέλα εμφάνισης υψηλής ποιότητας με ανάλυση ±25μm. Δεν απαιτείται καλούπι και τα δείγματα μπορούν να παραχθούν άμεσα, πράγμα που είναι το μεγαλύτερο πλεονέκτημα ταχύτητας της τρισδιάστατης εκτύπωσης στο στάδιο του πρωτότυπου.
Η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης καταλαβαίνει ότι η επαλήθευση πρωτότυπου δεν είναι μια εφάπαξ παράδοση, αλλά ένας κύκλος λειτουργίας γρήγορης δοκιμής και άμεσης διόρθωσης σφαλμάτων για την προώθηση της συνεχούς εξέλιξης του προϊόντος. Η γρήγορη και χαμηλού κόστους δοκιμή και σφάλμα είναι η βασική δύναμη που δίνει η τεχνολογία 3D εκτύπωσης στον ρυθμό ανάπτυξης προϊόντων.
Μικρή παρτίδα προσαρμοσμένη παραγωγή
Όταν τα προϊόντα επιδιώκουν την εξατομίκευση και τις συχνές επαναλήψεις, οι διαδικασίες ανάπτυξης και συναρμολόγησης της παραδοσιακής κατασκευής συχνά δεν μπορούν να συμβαδίσουν με τον ρυθμό. Οι τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης, όπως οι MJF και SLM, δεν απαιτούν άνοιγμα καλούπιων και μπορούν να εκτυπώσουν άμεσα τελικά μέρη. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το MJF, το βιομηχανικό μοντέλο έχει ωριαία παραγωγή άνω των 3.000 cm ΛΛΛΛαμβάνοντας ως παράδειγμα. το οποίο είναι κατάλληλο για τυπικά σενάρια όπως ορθοπεδικά στηρίγματα και προσαρμοσμένα κέλυφα.
Το κλειδί για την προσαρμογή μικρών παρτίδων δεν είναι το κόστος μονάδας, αλλά η ταχύτητα απόκρισης της παράδοσης και η ελευθερία του σχεδιασμού. Η τρισδιάστατη εκτύπωση παρέχει μια νέα γενιά ευέλικτης διαδρομής κατασκευής.
Τυποποιημένη παραγωγή μεγάλης κλίμακας
Αν και η έγχυση και το CNC εξακολουθούν να κυριαρχούν στη μαζική κατασκευή, η 3D εκτύπωση γίνεται ένας επιταχυντής για την έγκαιρη επαλήθευση. Στα στάδια των πωλήσεων δοκιμών νέων προϊόντων και των περιφερειακών δοκιμών, η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να παραδώσει εκατοντάδες δείγματα μέσα σε λίγες ημέρες, να καταλάβει το χρονικό παράθυρο της αγοράς και να μειώσει τον κίνδυνο επαναλαμβανόμενων τροποποιήσεων καλούπιων.
Στη μαζική παραγωγή, η 3D εκτύπωση δεν είναι υποκατάστατο, αλλά επιταχυντής. Βοηθά τις εταιρείες να προσπαθήσουν γρήγορα και να αποτύχουν στην αβεβαιότητα και να κάνουν πιο ενημερωμένες κρίσεις πριν από την επίσημη μαζική παραγωγή.
Σε μια εποχή όπου η παραγωγική αποδοτικότητα έχει γίνει ένα ανταγωνιστικό κατώφλι, το μερίδιο ταχύτητας της τρισδιάστατης εκτύπωσης έχει μετακινηθεί από τα πρωτότυπα στη μαζική παραγωγή, από την καινοτομία στα κέρδη. Μπορεί όχι μόνο να γεμίσει το παράθυρο απάντησης των παραδοσιακών διεργασιών, αλλά και να παρέχει ένα buffer αποφάσεων σε αβεβαιότητα. Το ερώτημα δεν είναι αν μπορεί να χρησιμοποιηθεί η τρισδιάστατη εκτύπωση, αλλά πότε είναι πιο οικονομικά αποδοτική η χρήση της. Ο ακόλουθος πίνακας συνοψίζει την απόδοση των διαφόρων μεθόδων κατασκευής από άποψη ταχύτητας, ευελιξίας και κόστους υπό διαφορετικούς στόχους παραγωγής, βοηθώντας σας να κρίνετε με μια ματιά:
Η τρισδιάστατη εκτύπωση δεν είναι το αντίθετο της παραδοσιακής κατασκευής, αλλά ένα ισχυρό συμπλήρωμα σε αυτήν. Από τη γρήγορη πρωτοτύπωση, την ευέλικτη δοκιμαστική παραγωγή έως την επαλήθευση προϊόντος, επιτρέπει στις εταιρείες να διεξάγουν δοκιμή και σφάλμα γρήγορα και με χαμηλό κόστος, επιταχύνοντας τον ρυθμό Αυτό είναι ακριβώς το βασικό σημείο που αναφέρθηκε στην αρχή του άρθρου: το πραγματικό πλεονέκτημα κατασκευής δεν έγκειται στο πόσο γρήγορα λειτουργεί η μηχανή, αλλά στο αν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την "ταχύτητα" στη λεπίδα της καινοτομίας τη σωστή στιγμή.
Θέλετε να μάθετε περισσότερα για τη λύση 3D εκτύπωσης που είναι καλύτερη για το σχεδιασμό προϊόντος ή τη γραμμή παραγωγής σας; Επικοινωνήστε μαζί μας για δωρεάν διαβούλευση.