Cât de rapid poate fi imprimarea 3D? În ce scenarii poate aduce cu adevărat avantajele duble ale vitezei și costului? Acest articol va compara tehnologiile de imprimare 3D mainstream (cum ar fi FDM, SLA, SLS, MJF) cu procesele tradiționale (cum ar fi CNC, turnare prin injecție, turnare), combinate cu scenarii tipice de producție, pentru a demonta nucleul tehnic și semnificația comercială a "vitezei de imprimare 3D" pentru dvs.
Cred că după ce citiți acest articol, veți avea un răspuns mai clar la "când să utilizați imprimarea 3D și de ce este atât de rapidă și semnificativă".
Imprimare 3D rapidă vs. artezanat tradițional: care este mai rapid?
Înainte de a compara tehnologii specifice, să clarificăm o problemă de bază: FDM (modelarea depoziției fuzionate), SLA (stereolitografie), MJF (fuziune multi-jet), aceste nume sunt toate diferite principii de turnare ale imprimării 3D. Fiecare dintre ele are propriile metode de tipărire unice, adaptabilitatea materialului și performanța vitezei, astfel încât au propriile avantaje în ceea ce privește eficiența. În contrast puternic cu ele, procesele tradiționale de producție, cum ar fi CNC, turnarea prin injecție și turnarea, au, de asemenea, structuri complet diferite de capacitate de producție și ritmuri de răspuns. Să le demontăm unul câte unul pentru a vedea dacă tehnologia de imprimare 3D poate prinde în termeni de viteză.
FDM împotriva CNC
Când aveți nevoie să faceți urgent un eșantion mic de unelte (de exemplu, wAvantajul acestei tehnologii constă nu numai în viteza sa, ci și în flexibilitatea sa. În special, după reglarea diametrului duzei (de exemplu, peste 0,6 mm), viteza duzei poate ajunge la 150 mm / s, iar o parte medie-complexă cu o înălțime de 100 mm poate fi tipărită în termen de 1 oră. FDM are avantaje evidente în viteza de tipărire, care poate îmbunătăți semnificativ eficiența turnării și este potrivit pentru prototipul rapid și testarea prototipurilor de complexitate medie.
Dar dacă este schimbat la CNC, timpul de livrare este adesea măsurat în zile din cauza pregătirii documentelor de proces, depanarea dispozitivelor de unelte și procesul de tăiere.
SLA/DLP împotriva turnării prin injecție
SLA (stereolitografie) este cunoscută pentru precizia sa ridicată, cu o grosime de strat de 0,025-0,1 mm, o precizie de până la ±25μm și o viteză de turnare de aproximativ 10-30 mm / h. Avantajul vitezei de imprimare SLA nu este viteza sa ridicată, ci capacitatea sa de a ieși stabil menținând în același timp calitatea suprafeței, care este potrivită pentru scene cu cerințe ridicate pentru consistența procesului.
DLP (procesarea luminii digitale) este mai eficientă în imprimare. Crește viteza de imprimare la 50-100 mm pe oră prin expunerea întregului strat al imaginii în același timp, ceea ce este deosebit de eficient în producția de piese de dimensiuni mici și de cantități mari. Avantajul vitezei de imprimare DLP este că poate răspunde rapid cerințelor de lot. Menține un anumit grad de precizie în timp ce minimizează timpul de turnare a unității.
În schimb, deși turnarea prin injecție este foarte rapidă în viteza de turnare cu o singură piesă, ciclul său general de livrare este adesea prelungit de pre-procesul de "dezvoltare a mucegaiului", care durează de obicei câteva zile sau chiar săptămâni și este însoțit de costuri ridicate. Dacă designul produsului este ajustat frecvent, costul încercării și erorii schimbărilor repetate ale mucegaiului va fi, de asemenea, foarte mare.
SLM vs. turnarea metalelor
Cea mai mare caracteristică a SLM este că poate imprima structuri complexe dintr-o singură dată - de exemplu, piese cu găuri, bucăți și rețele, fără niciun suport. Deoarece SLM nu necesită procese de deschidere și prefabricare a matriței, poate accelera semnificativ viteza globală de livrare în stadiile incipiente ale dezvoltării produsului.
În schimb, deși turnarea metalelor are avantaje de costuri în producția în masă, procesul de pregătire este lung - proiectarea mucegaiului, răcirea turnării și deburrarea durează adesea câteva zile sau chiar o săptămână. Dacă întâlniți un scenariu de afaceri care necesită iterație rapidă, tehnologia de turnare a metalelor este practic nerezolvabilă.
Cât de rapid câștigă imprimarea 3D în trei scenarii majore cu viteză
Pe lângă diferențele tehnologiei în sine, avantajele vitezei de imprimare 3D variază și în diferite scenarii practice. De la cercetarea și dezvoltarea la producția în masă, luăm o privire panoramică asupra performanței sale reale la nivelul aplicației.
Prototipare rapidă
În stadiile timpurii de dezvoltare a produsului hardware, dacă eșantioanele pot fi produse sau nu într-o zi determină adesea eficiența iterației proiectului. În comparație cu producția tradițională care necesită programarea producției, fabricarea matriței și depanarea, imprimarea 3D poate obține proiectarea în aceeași zi și livrarea în aceeași zi. Imprimarea FDM este potrivită pentru verificarea structurală și testarea preliminară, în timp ce SLA poate obține modele de aspect de înaltă calitate cu o rezoluție de ±25μm. Nu este necesară nicio matriță, iar eșantioanele pot fi produse direct, ceea ce reprezintă cel mai mare avantaj de viteză al imprimării 3D în faza de prototip.
Tehnologia de imprimare 3D înțelege că verificarea prototipului nu este o livrare unică, ci un mod ciclic de încercare rapidă și corecție instantană a erorilor pentru a promova evoluția continuă a produsului. Facerea încercărilor și erorilor rapide și ieftine este forța cheie pe care tehnologia de imprimare 3D o dă ritmului dezvoltării produsului.
Producție personalizată de lote mici
Atunci când produsele urmăresc personalizarea și iterațiile frecvente, procesele de dezvoltare și asamblare a mucegaiului din fabricația tradițională adesea nu pot ține pasul cu ritmul. Tehnologiile de imprimare 3D, cum ar fi MJF și SLM, nu necesită deschiderea matriței și pot imprima direct piese finite. Luând MJF ca exemplu, modelul industrial are o ieșire pe oră de mai mult de 3.000 cm LuLuLu 3; care este potrivit pentru scenarii tipice, cum ar fi parantezele ortopedice și coajiile personalizate.
Cheia pentru personalizarea loturilor mici nu este costul unitar, ci viteza de răspuns a livrării și libertatea de proiectare. Imprimarea 3D oferă o nouă generație de cale de producție flexibilă.
Producţie standardizată pe scară largă
Deși turnarea prin injecție și CNC încă domină în producția în masă, imprimarea 3D devine un accelerator pentru verificarea timpurie. În etapele vânzărilor de testare a produselor noi și testelor regionale, imprimarea 3D poate livra sute de eșantioane în câteva zile, poate prelua fereastra de timp a pieței și poate reduce riscul modificărilor repetate ale mucegaiului.
În producția în masă, imprimarea 3D nu este un înlocuitor, ci un accelerator. Acesta ajută companiile să încerce rapid și să eșueze în incertitudine și să facă judecăți mai informate înainte de producția formală în masă.
Într-o eră în care eficiența producției a devenit un prag competitiv, dividendul de viteză al imprimării 3D s-a mutat de la prototipuri la producția în masă, de la inovație la profit. Nu numai că poate umple fereastra de răspuns a proceselor tradiționale, dar poate oferi și un tampon de decizie în caz de incertitudine. Întrebarea nu este dacă imprimarea 3D poate fi utilizată, ci când este cel mai rentabil să o utilizați. Următorul tabel rezumă performanța diferitelor metode de fabricație în termeni de viteză, flexibilitate și cost în cadrul diferitelor obiective de producție, ajutându-vă să judecați dintr-o privire:
Imprimarea 3D nu este opusul producției tradiționale, ci un complement puternic. De la prototipul rapid, producția flexibilă de încercare până la verificarea produsului, permite companiilor să efectueze încercări și erori rapid și la un cost scăzut, accelerând ritmul fiecărei idei până la implementare. Acesta este exact punctul cheie menționat la începutul articolului: adevăratul avantaj de fabricație nu constă în cât de rapid funcționează mașina, ci în faptul dacă puteți utiliza "viteza" pe lama inovației la momentul potrivit.
Doriți să aflați mai multe despre care soluție de imprimare 3D este cea mai bună pentru proiectarea produsului sau linia de producție? Contactaţi-ne pentru o consultare gratuită.