Металл 3D басып шығару дәстүрлі құюға қарсы: заманауи және классикалық өндіріс технологияларының жан-жақты талдауы

Өндіріс саласында ғасырлар бойы дамып келе жатқан көне процесс дәстүрлі құю әдістері ұзақ уақыт бойы басым болды. Дегенмен, металды 3D басып шығару технологиясының пайда болуы металл бөлшектерді жасауға қалай қарайтынымызды өзгертті. Осы екі өндіріс әдісін - металды 3D басып шығару мен дәстүрлі құюды салыстыру - ежелгі және заманауи әдістер әртүрлі салаларда үстемдік үшін күресетін контраст туралы әңгімені ашады.

Бұл егжей-тегжейлі салыстыруда біз олардың арасындағы негізгі айырмашылықтарды зерттеймізТікелей металды лазерлік агломерлеу (DMLS), металды 3D басып шығарудағы танымал әдіс және дәстүрлі құю. Осы барлау арқылы біз сияқты факторларды қарастырамызбөлік дизайны, өндіріс көлемі, жәнежеткізу уақыттарыөндірістік процесті таңдауыңызға әсер етеді.

Негіздерді түсіну: Металлдан 3D басып шығару дәстүрлі құюға қарсы

Осы екі өндірістік процестің арасындағы айырмашылықтарды қарастырмас бұрын, олардың қарапайым нысандарында қалай жұмыс істейтінін қарастырып, базалық сызықты анықтайық.

Дәстүрлі кастинг: Ежелгі процесс

Құю - бұл балқытылған металды (немесе пластмассаны) соңғы бөлік пішінінің қуысын қамтитын қалыпқа құйылатын уақытты қажет ететін әдіс. Уақыт өте келе сұйық метал салқындап, қатып, қалып пішінін алады. Содан кейін қатайған бөлік қалыптан шығарылады, содан кейін өңдеу немесе жылтырату сияқты кез келген әрлеу жұмыстары қажет болуы мүмкін.

Дәстүрлі құю ауқымды өндіріс үшін жоғары сенімділікті ұсынса да, бұл асалыстырмалы түрде баяу процесс. Қалыптарды жасау қымбат және көп уақытты қажет етеді, ал салқындату және қатаю фазасы жиі баяу жүреді. Сонымен қатар, соңғы өңдеу қажеттілігі жалпы уақыт кестесін ұзартуы мүмкін.

Металл 3D басып шығару: қабат-қабат тәсілі

Керісінше, металл 3D басып шығару қолданыладықосымша өндірісбөліктерді қабат-қабат салу. Бұл процесс әдетте қамтидыұнтақ металл or металл жіптержоғары қуатты лазерлер немесе басқа энергия көздері арқылы таңдамалы түрде біріктірілген. Әрбір қабат аяқталғаннан кейін құрастыру платформасы аздап төмен жылжиды және ұнтақтың жаңа қабаты сақталады.

Бұл қабат-қабат тәсілі бөлшектерді жасауға мүмкіндік беретін үлкен икемділікті ұсынадыкүрделі геометрияларжәне жоғары дәлдік. Басып шығару процесінің өзі көп уақытты қажет етуі мүмкін, әсіресе үлкенірек бөлшектер үшін - нәтижелер көбінесе дәстүрлі құю қамтамасыз ете алатын дәлдік пен күрделіліктен асып түседі.

Қарастырылатын негізгі факторлар: бөлік дизайны, саны және жеткізу уақыты

Қолдану туралы шешімметалл 3D басып шығаруқарсыдәстүрлі кастингбірнеше маңызды факторларға, соның ішіндебөлшектер дизайнының күрделілігі, theқажетті бөлшектердің саны, жәнежеткізу уақыттарыжеткізу үшін қажет. Осы факторларды толығырақ қарастырайық.

Бөлшек дизайны: қандай процесс күрделілікті жақсырақ өңдейді?

Құю: Қарапайым бөлшектер үшін қолайлы

Құю - бөлшектерді жасау үшін тамаша таңдауқарапайым геометрияларнемесе күрделі ішкі мүмкіндіктерді қажет етпейтін бөліктер. Бөлшек дизайны салыстырмалы түрде қарапайым болса, құю тиімді және үнемді болуы мүмкін. Дегенмен, бөліктің күрделілігі артқан сайын, дәстүрлі құю белгілі бір шектеулерге тап болады.

• Ағын мен егжей-тегжейдегі шектеулер: қатынасқандашағын немесе күрделі ерекшеліктері, кастинг проблемаға айналады. Сұйық металдың пішіндегі шағын арналарға немесе күрделі қуыстарға ағуы қиынға соғады.толық емес немесе нашар қалыптасқан бөліктер. Мысалы, қабырғалары жұқа, ішкі қуыстары немесе күрделі геометриясы бар бөлшектер құю ​​арқылы дұрыс қалыптаспауы мүмкін.
• Қалып конструкциясының шектеулері: Сонымен қатар, пішіннің өзі шектеулер береді. Күрделі қалыптарды жасау қымбат және көп уақытты ғана емес, сонымен қатар материал ағыны, салқындату жылдамдығы және қатаю кезіндегі шөгу сияқты факторларды мұқият қарастыруды талап етеді.

Металлдан 3D басып шығару: күрделіліктегі еркіндік

Қайта,металл 3D басып шығарукүрделі және күрделі дизайнмен айналысқанда өркендейді. Қабат-қабат процесі өндірушілерге бөлшектерді жасауға мүмкіндік бередіжұқа ішкі құрылымдар, күрделі геометриялар, жәнетеңшелген мүмкіндіктероған кастинг арқылы қол жеткізу мүмкін болмас еді.

• Күрделі дизайн: Шағын тесіктерді, қуыстарды немесе ішкі арналарды — құю қиын болатын мүмкіндіктерді — 3D басып шығарылған бөлікте еш қиындықсыз жасауға болады.
• Баптау: Егер дизайн жиі өзгертулерді немесе итерацияларды қажет етсе, металл 3D басып шығару жаңа қалыптарды немесе құралдарды қажет етпестен жылдам реттеуге мүмкіндік береді. Жаңа дизайн файлын жүктеп салыңыз және өндіріс процесін жалғастырыңыз.

Оның үстіне,3D басып шығарукөбірек қолдайдыинновациялық геометрияларсияқтыторлы құрылымдар, ішкі салқындату арналары және материалды пайдалануды азайтатын және бөлік өнімділігін жақсартатын органикалық пішіндер.

Дәлдік: қай процесс жақсырақ дәлдік береді?

Кастинг: Төзімділік пен Шөгумен байланысты қиындықтар

Дәлдікке келгенде,дәстүрлі кастингқиындық болуы мүмкін. Құю жеткілікті жоғары төзімділікке қол жеткізе алатынына қарамастан,материалдың шөгуіол салқындаған сайын соңғы бөліктің өлшемдеріне өзгермелілік енгізеді. Бұл құбылыс деп аталадықұйманың шөгуі, сұйық күйден қатты күйге өткен кезде металдың жиырылуының нәтижесі.

• Ассамблея мәселелері: Құрастыруды қажет ететін бөлшектер үшін құю қосымша қиындықтарды тудыруы мүмкін. Күрделі жинақтар көбінесе дәнекерлеуді немесе дәнекерлеуді қажет етеді, дәлсіздіктерді енгізетін және бөліктің жалпы тұтастығын бұзуы мүмкін процестер.
• Материалдық және температуралық сезімталдық: Құю дәлдігіне қолданылатын материалдың түрі және оны құйып жатқан температура да әсер етеді. Температураның немесе материал сапасының шамалы ауытқуы соңғы бөлікте сәйкессіздіктерді тудыруы мүмкін.

Металлдан 3D басып шығару: дәлдік пен жүйелілік

Металлдан 3D басып шығару сөз болғанда жақсыдәлдік. пайдаланулазерлік агломерация(DMLS сияқты процестерде) бөлікті жақсы басқаруға мүмкіндік бередіөлшемдері, бөлшектерді өндіруCAD сипаттамаларын қатаң ұстаныңыз.

• Нөлге жақын: Металл 3D басып шығарылған бөлшектер ең аз жиырылуды көрсетеді, өйткені лазер металл ұнтағын басқарылатын ортада дәл балқытады, бұл бөлшектердің жобаланған өлшемдерін сақтауын қамтамасыз етеді.
• Жүйелілік: 3D басып шығару өте жоғары болғандықтанавтоматтандырылғанпроцесс, ол бірнеше топтамалар бойынша дәйекті нәтижелерді ұсынады. Бұл бақылау деңгейі әрбір бөліктің өлшемі, пішіні және бетінің әрлеуі бойынша бірдей дерлік болуын қамтамасыз етеді.

Оған қоса,3D басып шығарулезде пайда көредікері байланысарқылыӨндіріске арналған дизайн (DFM)Өндіріс мүмкіндігін қамтамасыз ету және нақты уақыттағы ұсыныстарды қамтамасыз ету үшін CAD файлын талдайтын құралдар.

Бөлшек өлшемі: Әрбір процесс үлкен немесе кіші бөлшектерді қалай өңдейді?

Құю: Үлкенірек бөлшектер үшін өте қолайлы

Дәстүрлі құю үлкен бөлшектерді жасауға өте қолайлы, өйткені ол бұйымдарды тиімді жасай алады.қозғалтқыш блоктары, турбиналық қалақтар, жәнекөпір компоненттері. Құюдың ауқымдылығы мен беріктігі оны үлкен, көлемді бөлшектерді өндірудің негізгі әдісіне айналдырады.

Дегенмен, экономикалық құюға болатын бөлшектердің масштабында шектеу бар. Жаппай бөлікке арналған қалып жасау жабдыққа, кеңістікке және ресурстарға айтарлықтай инвестицияны қажет етеді.

Металл 3D басып шығару: өлшемдегі шекараларды итеру

Әзіргеметалл 3D басып шығаруәдетте кішірек бөлшектерді шығарумен танымал, қазіргі заманғы жетістіктер үлкенірек компоненттерді де өндіруге мүмкіндік береді. Көптеген жоғары деңгейлі3D металл принтерлерсияқты үлкен бөліктерді жасай алады31,5 дюйм x 15,7 дюйм x 19,7 дюйм (400 мм x 800 мм x 500 мм). Дегенмен, үлкен бөліктер әлі де аұзағырақ басып шығару уақытыжәне талап етуі мүмкінбірнеше басып шығару сеансыаяқтау.

• Модульдік өндіріс: Үлкен бөлшектер үшін,металл 3D басып шығарукейінірек жиналуы мүмкін кішірек бөлімдерді жасау мүмкіндігін ұсынады. Бұл одан да көп болуы мүмкінүнемдіжаппай қалыптарды қажет ететін дәстүрлі әдістермен салыстырғанда тәсіл.

Санды қарастыру: аз көлемді және жоғары көлемді өндіріс

Кастинг: Көлемді өндіріс үшін ең жақсы

Құю үлкен көлемдегі өндірісте жарқырайды. Бөлшектердің саны артқан сайын процесс үнемді болады. Бастапқы шығындарқалып жасаужоғары, бірақ өндіріс ауқымы ретінде бір бірлік құны күрт төмендейді.

Дегенмен, аз көлемді жүгірулер үшін қалыптарды жасау ақаржылық ауыртпалық. Пішінді орнату құны және құю зауытының сыйымдылығын күту уақыты бөлшектердің шағын айналымын тиімсіз етеді.

Металл 3D басып шығару: төмен көлемді тиімділік

Керісінше, металл 3D басып шығару үшін өте қолайлытөмен көлемді өндіріс. Қалыптардың немесе құрал-саймандардың қажеті жоқ болғандықтан, өндірушілер дәстүрлі құюдың бастапқы үстеме шығындарынсыз бөлшектердің шағын партияларын жасай алады.

• Өндірістегі икемділік: Бір пакетте бірнеше кішірек бөліктерді бір уақытта басып шығару өндіріс уақытын жылдамдатады. Бұдан басқа,DMLSжәне т.б3D басып шығаруәдістер прототиптерді оңай жасауға және модификациялауға мүмкіндік береді, кең көлемде қайта өңдеу немесе кідірістерді болдырмайды.

Жеткізу уақыты: өндірісті жеделдету

Кастинг: Ұзақ жетекші уақыт

Дәстүрлі кастингтегі жетекші уақыт өте ұзақ болуы мүмкін, әсіресе бұл кездежаңа қалыптарқажет немесе қашанқұю зауыттарыұзақ күту тізімдері бар. Сізде бұрыннан бар қалып болса да,құю процесіөзі бірнеше апта немесе тіпті айлар алуы мүмкін, әсіресе үлкен немесе күрделі бөлшектер үшін. Сонымен қатар, пішінде немесе дизайнда қателер болса, уақыт шкаласы қалпына келтіріледі.

Металлдан 3D басып шығару: жылдам айналым

Басқа жақтан,металл 3D басып шығаружеткізу уақытының күрт қысқаруын қамтамасыз етеді. Бөлшектерді көбінесе ішіне басып шығаруға боладыкүндер, тіпті үлкенірек, күрделірек компоненттер үшін. Үлкенірек бөліктерді басып шығару ұзағырақ болуы мүмкін, бірақикемділік пен жылдамдықаддитивті өндіріс арқылы ұсыныладытеңдесі жоқдәстүрлі әдістермен салыстырғанда.

Қолданбалар: Әртүрлі салалар үшін қай әдіс жақсы жұмыс істейді?

Кастинг: Ауыр өнеркәсіптің негізі

Дәстүрлі құю өнеркәсібінде үстемдік етуді жалғастырудабөлік өлшеміжәнекүшсыни болып табылады. Ол келесі салаларда кеңінен қолданылады:

• Тасымалдау: Қозғалтқыш блоктары, беріліс қорабы корпустары және суспензия компоненттері сияқты автомобиль бөліктері.
• Аэроғарыш және теңіз: сияқты құрамдас бөліктертурбиналық қалақтар, пропеллер, жәнеқұрылымдық бөліктер.
• Ауыр машиналар: Қажетті үлкен бөліктеркүшжәнетөзімділік, сияқтыгидравликалық жүйелержәнеқозғалтқыш компоненттері.

Бұл салалар конструкция күрделі мүмкіндіктерді қажет етпеуі мүмкін болса да, құюдың берік, ауқымды бөлшектерді өндіру қабілетінен пайда көреді.

Металл 3D басып шығару: жаңашылдық

Керісінше, металдан 3D басып шығару жиі қажет бөлшектер үшін қолданыладыдәлдік, теңшеу, немесекүрделі геометриялар. Оның маңызды рөлі бар:

• Прототиптеу: прототиптерді жылдам шығару мүмкіндігіөндірістегі металдаркомпаниялардың өнім әзірлеуге деген көзқарасын өзгертті.
• Аэроғарыш: сияқты күрделі бөлшектертурбиналық қалақтар or жанармай шүмектеріішкі салқындату арналарын немесе оңтайландырылған пішіндерді қажет ететін.
• Медициналық құрылғылар: емделушінің анатомиясына бейімделген арнайы имплантаттар, хирургиялық құралдар және протездеу.

Гибридті тәсілдер: екі әдісті де қолдану

Бір қызығы, кейбір компаниялар қазір екі өндіріс әдісін де біріктіруді зерттеп жатыр. Мысалы,металл 3D басып шығарылған қалыптаржеңілдету үшін пайдалануға боладыкастинг, өндірушілерге қосымша өндірістің икемділігінен және дәстүрлі құйма өндірісінің тиімділігінен пайда алуға мүмкіндік береді.

Жылдам салыстыру: құю және металл 3D басып шығару

Қорытынды: Металл өндірісінің болашағы

Екеуі деметалл 3D басып шығаружәнедәстүрлі кастингқолданбаға байланысты ерекше артықшылықтарды ұсынады. Дәстүрлі құю үлкен көлемде шығарылатын үлкен, қарапайым бөлшектер үшін ең жақсы таңдау болып қала береді,металл 3D басып шығарусаласында озықтеңшеу, күрделілік, жәнетөменнен орташаға дейінгі көлемді жүгірулер.

As қосымша өндірісдамуын жалғастыруда, металды 3D басып шығарудың икемділігі мен тиімділігі, әсіресе дәлдік пен жылдамдықты талап ететін салаларда дәстүрлі құюдың үстемдігіне қарсы тұруға дайын.

Көптеген компаниялар үшін болашақ мыналарды қамтуы мүмкінгибридті тәсіл, екі әлемнің ең жақсысын біріктіреді. Металл 3D басып шығаруды, дәстүрлі құюды немесе екеуінің комбинациясын таңдайсыз ба, әрбір процестің күшті жақтары мен шектеулерін түсіну өндірістік қажеттіліктеріңізге ең негізделген шешім қабылдауға көмектеседі.