Индустриско 3Д печатење за производство на делови

Џек Лај Експерт за CNC обработка

Специјализирани за CNC глодање, CNC вртење, 3D печатење, уретанско лиење, брзо алатирање, обликување со инјектирање, лиење метал,


3D печатење е меѓу водечките производствени процеси, исто така познат како процес на адитиви, парадокс на CNC обработката, субтрактивен процес. Откако го задржа стереотипот да се биде само „прототип“, индустриското 3D печатење се појави како правилен процес на производство. Главно вклучува индустриско производство на различни производи, како што се држачи за кабината на Ербас А350, замена на ребрата, прскалки за гориво за прескокнувачкиот мотор на генералниот електричен погон, куќиште за LED индикатори за моќност за роботи и слушни помагала експлицитни за пациентот.

Основни правила на индустриското 3D печатење

3D печатењето е најпознатиот и најсигурен процес за подготовка на прототипови кои се користат за да се обезбеди валидност 100% на саканиот производ. Но, сега, процесот на прототипирање е многу подалеку од ограничениот концепт на прототипирање. Стана соодветен производствен процес кој нуди крајна погодност за производство на производи со низок волумен, особено кога калапи за инјектирање не се оправдани. Во меѓувреме, прототипот може подобро да ја земе предвид сложеноста на делот отколку обработката. Значи, овде ќе разговараме за основните правила и информации за индустриското 3D печатење.

1. Технологија 

Вообичаено, тоа вклучува три процеси на производство на адитиви како стереолитографија (SLA), директно метално ласерско синтерување (DMLS), и селективно ласерско синтерување (SLS). Сите овие технологии се специфицирани според природата на нивната работа. На пример, DMLS е многу погоден за апликации за крајна употреба. На ист начин, SLS и SLA се исто така целосно ефикасни против различни апликации, вклучувајќи делови за крајна употреба со мал волумен и процеси насочени кон прототипот.

2. Избор на материјал 

Кога се прават прототипови на различни делови, достапни се околу дваесетина прашоци и смоли за 3D печатење кои ги поседуваат квалитетите што ги бараат различните механички и електрични компоненти. Многу делови за крајна употреба може да се произведат од најлон наполнет со стакло до кобалт хром, што предизвикува помали трошоци и зголемена издржливост.

3. Важни размислувања за дизајн 

Понекогаш, може да има минимална разлика помеѓу дизајн на прототип и модел кој поседува способност да служи со години. Овде доаѓа вистинската моќ на 3D печатењето, што ја елиминира таа мала разлика од прототипот и го прави правилен работен дизајн со комплексен дизајн и органски форми. Сепак, оваа голема флексибилност секако не е можна со конвенционалните производствени процеси, како што се CNC обработката и обликувањето со инјектирање.

4. Количина на производството 

Утврдувањето на количината на производство е суштински дел од процесот на дизајнирање. Технички, 3D печатењето е погодно само за производство со мал обем, што бара да се знае точната количина потребна за производи за крајна употреба. Сепак, факт е дека 3D-печатените делови се најисплатливи ако се споредат со алтернативните методи на производство.

Одлуки во врска со директно ласерско синтерување на метали

Дали DMLS или кој било друг процес, изборот зависи од материјалот и неговите последователни својства. Да претпоставиме дека материјалот е метал како алуминиум, нерѓосувачки челик или титаниум. DMLS се чини соодветна опција. Во исто време, DMLS е вклучен во производството на многу делови што се користат во воздушната и медицинската индустрија. Поради загриженоста за употребата на метален прав во DMLS, експертите сега соработуваат со клиентите за да ги отстранат дупките произведени со користење на метален прав.

Покрај тоа, металот е најсоодветен за производство на делови за крајна употреба. Сепак, тоа не покажува дека DMLS е целосно соодветен процес за производство на тие делови за крајна употреба. DMLS вклучува користење на моќен ласер за спојување и топење на металните честички за да се формира саканата форма користејќи слоеви. Во текот на целиот овој процес потребна е екстремна топлина за да се стопат металните честички. Овој фактор ја иницира потребата да се користи потпорна структура слична на скеле за држење на кадрици и обвивки. Тие најверојатно ќе бидат отстранети откако ќе се изгради процесот, што ќе го направи процесот помалку исплатлив.

Избор на селективно ласерско синтерување (SLS)

Директното ласерско синтерување на метал е најпознатиот и најсигурен процес за производство на делови со мал волумен и крајна употреба без никаков аргумент. Но селективно ласерско синтерување е близок конкурент на DMLS додека е на вториот број. Што се однесува до неговиот работен процес, тој е сличен на DMLS. И двата пристапи користат големо количество топлина за да се стопи материјалот слој по слој во прав за да се формира потребната форма.

Бидејќи пластиката бара помала количина на топлина за да се стопи, потпорните структури како кадрици и обвивки се непотребни. Тоа го прави прилично едноставен процес за целосно искористување на целиот волумен на комората за градење. Исто така, ги поедноставува различните процеси (поставување делови и пост-обработка) кои ја намалуваат вкупната цена на процесот. Единственото ограничување со кое се соочува SLS е неговата компатибилност со пластиката од семејството на најлон. Од друга страна, употребливи се материјали исполнети со влакна и стаклени материјали. За разлика од DMLS, SLS може да формира слој чија дебелина е 0,0004 инчи.

Друго размислување за SLS

Кога е потребно да се има дополнителна завршна обработка на делот произведен со SLS, ненаполнетиот најлон се користи за развивање на барањата. Спротивно на тоа, наполнетиот најлон е посоодветна апликација за запчаници и макари. Употребата на најлон во медицинската индустрија е исто така огромна, бидејќи може да го одржи процесот на автоклавирање. Исто така, деловите произведени со најлон се хигроскопни и порозни, што ги прави најмалку погодни за навлажнети услови. Освен ова, најлонот е широко користен во обликувањето со инјектирање. Последователно, најлон во SLS нуди потенцијално решение за производство на производствени алатки кои се очекува да служат за одреден термин или да заслужуваат да бидат изградени со пониски трошоци.

Не го потценувајте значењето на SLА

Признаен факт е дека стереолитографија беше клучна во брзо прототипирање. Причината зад успехот на SL како сигурен и вреден процес е тоа што нуди многу точни и фино произведени делови. Сепак, тој не е погоден за производство на делови за крајна употреба. Вообичаено, во SL се користи фото-лечива смола, која реагира со УВ светлина ако е изложена на неа подолго време. Оваа изложеност на УВ светлина доведува до движење на делови и деградација на материјалот.

Но, ако овие производи за крајна употреба се затворени во лесен никел исполнет со керамика, тие ќе станат цврсти како клинци и стабилни за да ги обезбедат своите услуги многу години.

Придобивки од процесите на 3D печатење

Големината на глобалниот пазар на 3D печатењето се очекува да достигне $62,79 милијарди до 2028 година. Овој брз раст експлицитно ги покажува сеопфатните придобивки од различните процеси поврзани со 3D печатењето. Следниве се значајните придобивки што ги нудат различните техники на 3D печатење:

  • Обезбедува брзо прототипирање што брзо носи физички модел на претстојниот производ.
  • Тој нуди поголема флексибилност во дизајнот и поедноставување на склопувањето.
  • Деловите произведени со 3D печатење се главно лесни по тежина и силни.
  • Отпадот е масивен во процесите на субтрактивно производство, но не и во 3D печатењето.
  • Поисплатливо за производство на делови потребни со мал волумен.

Заклучок

Без оглед на процесот што се користи за 3D печатење, најважен фактор е да се земе предвид сложеноста на делот. Треба да се избере само тој процес, што е погодно да го исполни тоа ниво на сложеност. Овој чекор им обезбедува на корисниците бескраен потенцијал за подобрување на производот. Бидејќи експертите се заинтересирани за истражување на 3D печатење за различни апликации за крајна употреба, растот на 3D печатењето и неговите способности е неизбежен.