I clienti del settore degli stampi sono disposti ad accettare stampi stampati in 3D?

一, Scenario applicativo: passaggio dal "provare cose nuove" ai "bisogni essenziali"
1. Stampo ad iniezione: il miglior utilizzo del raffreddamento conformato
Oltre il 95% della tecnologia di stampa 3D viene utilizzata nello stampaggio a iniezione, rendendolo il settore con il più alto tasso di penetrazione. Il canale di raffreddamento lineare negli stampi più vecchi può facilmente causare un raffreddamento non uniforme delle parti stampate a iniezione, il che può portare a problemi come deformazioni e restringimenti. Con il "raffreddamento che segue la forma", i canali di raffreddamento si adattano alla forma del prodotto, creando una rete per diffondere uniformemente il calore. Ad esempio, un certo stampo per interni di automobili ha ridotto il tempo di raffreddamento da 21,73 secondi a 17 secondi stampando in 3D un canale conforme. Ha inoltre ridotto il ciclo di stampaggio a iniezione del 40% e il costo di un pezzo di 110.000 yuan. Le aziende di stampaggio a iniezione sono state le prime a utilizzare stampi per stampa 3D poiché hanno migliorato direttamente l’efficienza della produzione.

2. Stampi per pressofusione: progressi tecnologici negli ambienti ad alta-pressione
Gli stampi per pressofusione ad alta-pressione-devono essere in grado di sopportare temperature elevate, pressioni elevate e shock termici ripetuti. I metodi tradizionali richiedono sistemi di raffreddamento complicati e lubrificazione a spruzzo periodica. 3La tecnologia di stampa D migliora la progettazione dei canali di raffreddamento, riduce la necessità di spruzzatura e fa durare più a lungo gli stampi. Ad esempio, quando gli inserti per stampa 3D sono stati utilizzati in un determinato stampo per pressofusione di lega di alluminio-, la frequenza di spruzzatura è diminuita del 30% e la durata dello stampo è aumentata da 20.000 a 50.000 volte. Il settore della pressofusione-ha standard rigorosi sul funzionamento dei materiali, ma i miglioramenti in termini di efficienza derivanti dal raffreddamento conformato stanno lentamente convincendo i clienti ad accettare alternative alla stampa 3D.

3. Parti strutturali complesse: andare oltre i limiti della lavorazione tipica
La stampa 3D presenta alcuni vantaggi distinti per le parti di stampo difficili da lavorare utilizzando metodi tradizionali come rinforzo profondo, pareti sottili e strutture irregolari. Ad esempio, lo stampo del guscio di una sigaretta elettronica ha una forma complicata che deve essere serrata più volte e presenta un tasso di scarto elevato se realizzato alla vecchia maniera-. Ma dopo lo stampaggio diretto con stampa 3D, il tasso di rendimento è salito al 98% e il tempo necessario per realizzare qualcosa è diminuito del 50%.. 3La stampa D può anche eseguire la "produzione ibrida", il che significa innestare e stampare strutture complicate su basi lavorate per risparmiare ancora più denaro.

2. Vantaggio in termini di costi: passaggio da "costi elevati" a "valore a ciclo completo"
1. Confronto dei costi di singoli articoli: Economia in situazioni di piccoli lotti
Il costo di realizzazione di un singolo stampo per stampa 3D in metallo è ancora da 7 a 12 volte superiore a quello dei metodi tradizionali, tuttavia questo divario si sta rapidamente riducendo per la produzione personalizzata e in piccoli lotti. Ad esempio, un cliente ha bisogno di 5 set di stampi, ma dopo aver utilizzato la stampa 3D per migliorare il progetto, sono necessari solo 2 set per soddisfare le esigenze di capacità produttiva. Ciò consente di risparmiare 3 serie di prezzi degli stampi che coprono il costo della stampa 3D. Inoltre, la stampa 3D riduce i costi di apertura degli stampi e abbassa i costi complessivi dei prodotti che producono meno di 5000 pezzi all’anno.

2. Il costo dell’intero ciclo di vita: i vantaggi di realizzare qualcosa di più efficiente non sono sempre evidenti.
I vantaggi degli stampi per stampa 3D vanno oltre i soli costi di produzione inferiori; inoltre rendono l'intera vita più efficiente. Ad esempio, quando si stampano in 3D canali d’acqua conformi per un determinato stampo di un componente di un’auto, il ciclo di stampaggio a iniezione è stato ridotto del 25%, l’uso delle attrezzature è aumentato del 15% e le spese dell’elettricità sono diminuite di oltre 200.000 yuan all’anno. Allo stesso tempo, una migliore uniformità del raffreddamento ha ridotto il tasso di scarto dal 5% all’1%, con un risparmio di 30 tonnellate di materiale all’anno. Lo stampo stesso potrebbe non costare molto di più di questi vantaggi nascosti.

3. Localizzazione dei materiali: un fattore importante nella riduzione dei costi
I primi stampi per la stampa 3D utilizzavano polveri provenienti da altri paesi, che rappresentavano fino al 60% del costo dei materiali. I prezzi dei materiali sono diminuiti del 40% da quando le polveri nazionali di 18Ni300, CX e altre polveri di acciaio per stampi sono diventate più mature. La loro performance è ormai vicina a quella delle polveri importate. Ad esempio, un inserto per stampo stampato a polvere-prodotto negli Stati Uniti soddisfa lo standard dell'acciaio H13 per resistenza alla corrosione, durezza e altri fattori, ma costa solo il 60%. La localizzazione dei materiali sta spostando gli stampi per la stampa 3D dalla fascia alta-personalizzata al mercato mainstream.

3, Sfida tecnica: passare da "Disponibile" a "Facile da usare"
1. Precisione e qualità della superficie: la necessità della post-elaborazione
Lo stampo per stampa 3D deve essere post-elaborato per soddisfare gli standard dello stampo, che includono una precisione iniziale di ± 0,2 mm e una ruvidità superficiale di Ra8-12. Questo può essere fatto mediante sabbiatura e lucidatura. Ad esempio, uno specifico stampo per stampaggio a iniezione ad alta brillantezza-deve soddisfare lo standard di lucidatura A1, che richiede cinque procedure tradizionali. D’altra parte, un oggetto stampato in 3D può raggiungere lo standard con solo due processi utilizzando uno speciale pacchetto di parametri di processo. La post-elaborazione costa di più, anche se tecnologie come la sabbiatura automatizzata e la lavorazione di precisione CNC stanno lentamente rendendo questa procedura più veloce ed economica.

2. Proprietà dei materiali: cosa succede quando le cose diventano troppo calde
Alcuni materiali utilizzati nella stampa 3D non funzionano altrettanto bene alle alte temperature. Ad esempio, gli stampi in resina fotosensibile tendono a cambiare forma quando la temperatura supera i 260 gradi e durano meno di 100 volte. Alcuni materiali, come il primo acciaio H13, si rompono ancora anche se gli stampi per stampa 3D in metallo possono resistere alle alte temperature. Ma con l'aumento dei materiali ad alte-prestazioni come l'acciaio martensitico invecchiato e le leghe a base di nichel-, gli stampi stampati in 3D-possono ora soddisfare la maggior parte delle esigenze di stampaggio a iniezione e pressofusione-. Ad esempio, lo stampo per la pala del motore di un aereo utilizza una lega a base di nichel-stampata in 3D-che funziona bene a 1200 gradi.

3. Standard di settore: dagli stampi per stampa 3D "guidati dall'esperienza" a "guidati dalle norme" non esistono linee guida standard per la progettazione, i parametri di processo, le tecniche di test, ecc. Dipendono invece da ciò che ciascuna azienda ha imparato. Ad esempio, un cliente non poteva stampare perché l'angolo di sospensione era sbagliato, mentre un altro cliente ha buttato via lo stampo perché non c'era abbastanza spazio per una lavorazione precisa. L’industria sta spingendo per la standardizzazione delle costruzioni per risolvere questo problema. Ad esempio, Kaiben 3D è stata incaricata di sviluppare documenti come la "Specifica di progettazione della forma 3D che segue il canale navigabile" e la "Specifica del processo di stampa dell'acciaio per stampi", che trasformano la conoscenza industriale in soluzioni che possono essere utilizzate più e più volte.