هل يمكن للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد تقليل تكلفة الإنتاج التجريبي للعفن؟

1. تكلفة المواد: من "تقليل هدر المواد" إلى "الاستخدام الأفضل للمواد".
يستخدم الإنتاج التجريبي للقالب التقليدي المعالجة الطرحية، مما يعني أنه يتم استخدام أقل من 50% من المادة. وينطبق هذا بشكل خاص على القوالب ذات الهياكل المعقدة، مثل قوالب قنوات مياه التبريد المطابقة، والتي تحتاج إلى قطع قنوات تدفق داخلية من خلال الحفر والطحن والعمليات الأخرى. وهذا يعني أنه يتم إهدار الكثير من المواد. على سبيل المثال، لصنع قالب معين لمقبض فرشاة الأسنان الكهربائية، تحتاج إلى 2.1 كجم من الفولاذ المقاوم للصدأ، لكنك تحصل على 1 كجم فقط من القالب المفيد في النهاية، مما يعني إهدار 52% من المادة.

تستخدم الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد التصنيع الإضافي، مما يعني أنه تتم إضافة المواد حسب الحاجة ويكون هناك القليل جدًا من النفايات. على سبيل المثال، معدل استخدام المواد لمسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ Yishu ESU-EM201 ذو الموصلية الحرارية العالية يمكن أن يكون أكثر من 95%. وبعد الطباعة ثلاثية الأبعاد للقالب المطابق، هناك حاجة إلى 1.05 كجم فقط من المواد لإنهاء المهمة، مما يقلل تكلفة المواد إلى النصف. كما يمكن إعادة استخدام المسحوق المتبقي، مما سيؤدي إلى تقليل تكلفة المواد بمرور الوقت بشكل أكبر.

2. تنتقل تكلفة المعالجة من "التعاون متعدد العمليات-" إلى "تكامل المعدات الفردية."
يحتاج التصنيع التجريبي للقالب التقليدي إلى الكثير من الخطوات، بما في ذلك القطع والتنظيم الإداري وقطع الأسلاك والتلميع. كما أنها تحتاج إلى الكثير من الأدوات، مثل آلات الطحن CNC، ومراكز التصنيع، وآلات EDM. وهذا يعني أن تكلفة المعدات والعمالة كبيرة. على سبيل المثال، صنع قالب لجزء معين من السيارة باستخدام الطرق التقليدية يستغرق 5 مجموعات من المعدات، 3 عمال، و 72 ساعة عمل، ويكلف 12000 يوان.

مع الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد، يمكن تنفيذ جميع خطوات التصنيع بجهاز واحد فقط، وبالتالي ليست هناك حاجة لعمليات متعددة للعمل معًا. على سبيل المثال، يمكن للطابعة EP-M250 Pro ثنائية الليزر المعدنية ثلاثية الأبعاد نشر المسحوق في طبقة واحدة في أقل من 8 ثوانٍ. أعلى سرعة طباعة قد تكون 2.5 مرة من عملية سماكة طبقة الليزر المفردة 50 ميكرومتر، والكثافة النسبية للأجزاء أعلى من 99.99%. بعد الطباعة ثلاثية الأبعاد للقالب المطابق لجزء السيارة، لا يلزم سوى آلة واحدة ومشغل واحد و24 ساعة من وقت الطباعة. وهذا يقلل من تكلفة المعالجة بنسبة 67% إلى 4000 يوان.

3. تكلفة الدورة: من "أشهر التكرار" إلى "أيام التحقق"
إن دورة التصنيع التجريبي للقالب التقليدي طويلة، خاصة بالنسبة للقوالب ذات الهياكل المعقدة التي تحتاج إلى الاختبار والإصلاح مرارًا وتكرارًا. قد يستغرق هذا عدة أشهر. على سبيل المثال، يستغرق الأمر 6 أشهر للانتقال من التصميم إلى الإنتاج التجريبي لقالب شفرة محرك طيران معين. خلال تلك الفترة، هناك حاجة إلى 5 إصلاحات، حيث تكلف كل دورة إصلاح أسبوعين، مما يجعل تكاليف الدورة مرتفعة جدًا.

تسهل الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد إجراء تغييرات على التصميم وإنشاء قوالب جديدة في غضون ساعات قليلة، مما يوفر الكثير من المال مقارنة بـ "القلب والبدء من جديد". باستخدام قالب غلاف منتج إلكتروني معين كمثال، أنهى فريق التصميم خمس تكرارات في ثلاثة أيام باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد. تبلغ تكلفة كل تكرار 200 يوان فقط، بينما تستغرق الطريقة القديمة أسبوعين وتكلف 5000 يوان لكل تكرار. كما تتيح الطباعة ثلاثية الأبعاد "الإنتاج عند-الطلب"، مما يعني أن طلبات الدفعات الصغيرة التي تتراوح من 1 إلى 1000 قطعة لا تحتاج إلى قوالب، مما يؤدي إلى تسريع عملية الإنتاج التجريبي بشكل أكبر.

4. تكلفة الجودة: من "التبريد المحلي غير المتساوي" إلى "تحسين درجة الحرارة العالمية"
إن تصميم نظام تبريد القالب النموذجي محدود، مما يجعل من الصعب تبريد القوالب ذات الهياكل المعقدة بالتساوي. يمكن أن يؤدي ذلك إلى مشاكل مثل تشويه المنتج وتزييفه، بمعدل فشل يصل إلى 15%. بالنسبة لقالب حقن معين، يتسبب التصميم التقليدي لدائرة مياه التبريد في اختلاف بمقدار 10 درجات في درجة حرارة المنتج، ومعدل خطأ بنسبة 12%، وتكلفة جودة تبلغ 8% من إجمالي تكلفة التصنيع.

يمكن للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد إنشاء دائرة مياه تبريد متوافقة تعمل على توزيع الحرارة بشكل متساوٍ. يعمل تصميم الممر المائي الحلزوني لإدخالات القالب المطبوعة بواسطة Yisu ESU-EM201 على تقليل الوقت الذي يستغرقه المنتج للوصول إلى درجة الحرارة القصوى من 19.5 ثانية إلى 13.02 ثانية. كما أنه يقلل فرق درجة الحرارة الإجمالي من 10 درجات إلى 3 درجات، ويقصر دورة التبريد بنسبة 33%، ويقلل معدل الخلل إلى 2%، ويقلل نسبة تكلفة الجودة إلى 1.5%. على المدى الطويل، يمكن لتصميم قنوات مياه التبريد المطابقة أن يجعل القوالب تدوم لفترة أطول، ويقلل من التعب الحراري، ويقلل نفقات الجودة بشكل أكبر.

5. تحسين التصميم: الانتقال من "التسوية الهيكلية" إلى "التكامل الوظيفي"
إن تصميم القوالب التقليدية مقيد بالتقنية، كما أن صنع الهياكل المعقدة أمر صعب، لذلك يتعين على المصممين تقديم تنازلات لإبقاء الأسعار منخفضة. على سبيل المثال، من أجل جعل تصميم دائرة مياه التبريد أسهل، تتطلب الطرق القياسية التخلي عن قوة القالب، مما يقلل من عمر القالب بنسبة 30٪.

تمنحك الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد الكثير من التنوع عندما يتعلق الأمر بالتصميم. يمكنها صنع أشكال معقدة مثل قنوات التبريد المرنة وأضلاع التعزيز الداخلية دون فقدان الجودة. باستخدام قالب قسم التشكيل الساخن من Audi كمثال، أدت الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى تحسين طوبولوجيا التصميم الداخلي للقالب لقنوات التبريد، مما أدى إلى زيادة كفاءة التبريد بنسبة 25% وإطالة عمر القالب بنسبة 40%. 3كما أن الطباعة ثلاثية الأبعاد تجعل من السهل إنشاء أشياء خفيفة، مما يقلل من وزن القالب عن طريق التخلص من المواد الإضافية. وهذا أيضًا يقلل من سعر المواد والشحن.