ما الفرق بين الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد والتصنيع باستخدام الحاسب الآلي التقليدي في تصنيع القوالب؟

一، المبدأ الفني: نقلة نوعية في التصنيع الإضافي والطرح
تستخدم الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد طريقة "تكديس طبقة تلو الأخرى" للتصنيع الإضافي. فهو يصهر مسحوق المعدن، مثل سبائك التيتانيوم أو الفولاذ المصبوب، باستخدام شعاع الليزر أو الإلكترون ثم يبني أشكالًا هندسية معقدة مباشرةً من نماذج رقمية ثلاثية الأبعاد-. وتتمثل فائدته الرئيسية في التغلب على مشكلات الآلات التقليدية التي تجعل من الصعب الوصول إلى الأدوات واستخدام المشابك. يمكنها أيضًا القيام بتصميم تحسين الهيكل، بما في ذلك التجويف من الداخل، وملء الشبكة، وإنشاء قنوات مياه التبريد المناسبة. على سبيل المثال، قامت شركة Zhongrui Technology بتصنيع قوالب حقن مخصصة لصناعة السيارات. أدت هذه الإدخالات إلى زيادة الالتصاق بين دائرة مياه التبريد وسطح المنتج إلى 95% من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد، وخفض دورة القولبة بالحقن بنسبة 42%، وخفض معدل اعوجاج المنتج بنسبة 67%.
في التصنيع الطرحي، تعمل الآلات التقليدية باستخدام الحاسب الآلي عن طريق "إزالة المواد". إنها تستخدم أدوات القطع المرتبطة على العديد من المحاور لقطع القضبان المعدنية وطحنها وحفرها والقيام بأشياء أخرى. ويظهر نضجها التكنولوجي من خلال قدرتها على إدارة الدقة على مستوى الميكرومتر (± 0.005 مم) ونعومة السطح (Ra0.8 ميكرومتر). وهذا يجعلها مثالية لتصنيع المنتجات عالية القوة-بأشكال عادية. على سبيل المثال، يمكن لآلة نحت وطحن السيراميك من Xintenghui CNC أن تحافظ على معدل كسر حافة قوالب السيراميك أقل من 0.3% عن طريق استخدام نظام حماية خاص وتكنولوجيا طحن دقيقة. وهذا يلبي المتطلبات الصارمة لتغليف أشباه الموصلات لمقاومة تآكل القالب.
2، سيناريو التطبيق: الخط الفاصل بين الإنشاءات المعقدة والإنتاج الضخم
استخدامات الاختراق في صنع الهياكل المعقدة
الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد لها تأثير كبير على صناعة القوالب في ثلاثة مجالات رئيسية:
نظام تبريد يتبع الشكل: قنوات مياه تبريد القالب التقليدية محدودة بإجراءات الحفر، مما يجعل من الصعب الحصول على ملاءمة مثالية مع محيط المنتج. من خلال محاكاة ديناميكيات السوائل، تعمل تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد على تحسين توحيد مجال درجة حرارة القالب بأكثر من 50%. استخدمت إحدى الشركات التي تصنع الأجهزة المنزلية هذه التقنية، وارتفع معدل إنتاج أغطية تكييف الهواء بالقولبة بالحقن من 89% إلى 98%. كان التوفير السنوي في الطاقة لمجموعة واحدة من القوالب أكثر من 120000 يوان.
بنية خفيفة الوزن: من خلال تحسين الهيكل، تتم إزالة 30% إلى 60% من المواد غير الحاملة للحمل-، كما يتم تقليل وزن القوالب المطبوعة ثلاثية الأبعاد - بنسبة 45% مقارنة بالتصميمات التقليدية، مع الحفاظ على قوة الهيكل. لقد اجتازت دعامة مجموعة بطاريات مركبات الطاقة الجديدة المصنوعة من إطار مصنوع من سبائك الألومنيوم-مطبوعة ثلاثية الأبعاد اختبار التحميل الزائد بنسبة 150%، وفقدت 38% من وزنها، واكتسبت 8% من نطاقها.
القولبة المتكاملة للأجزاء المعقدة: في الطرق التقليدية، بما في ذلك قوالب قوالب الإطارات المطاطية وقوالب أنماط نعل الأحذية، يجب معالجة الأجزاء وتجميعها بشكل منفصل. 3يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد إنشاء قالب كامل والتخلص من الأخطاء في التجميع. تم استخدام هذه التقنية في إحدى شركات الإطارات، وارتفع الوقت المستغرق لصنع القوالب من 45 يومًا إلى 12 يومًا، بدقة نمط تبلغ 0.02 ملم.
3، والميزة الرئيسية للإنتاج الضخم
تظهر حقيقة أنه لا يمكن استبدال التصنيع باستخدام الحاسب الآلي في صناعة القوالب من خلال:
القدرة على التكيف مع المواد: يمكنها العمل مع مواد شديدة الصلابة، مثل الفولاذ المروي والسبائك الصلبة (HRC55 أو أعلى)، وهو ما يجب أن تكون قوالب الصب- قادرة على القيام به. تستخدم منشأة صب القوالب المحددة- قوالب صب سبائك المغنيسيوم- المعالجة باستخدام الحاسب الآلي - والتي تدوم لمدة 200000 مرة، وهي أطول بثلاث مرات من القوالب المطبوعة ثلاثية الأبعاد-.
جودة السطح: يمكن الحصول على سطح مستو -مرآة (Ra0.2 ميكرومتر) باستخدام تقنيات ما بعد المعالجة- بما في ذلك الطحن والتلميع الدقيقين. وهذا يلبي معايير النظافة للقوالب البصرية وقوالب تغليف المواد الغذائية. استخدمت إحدى شركات تعبئة مستحضرات التجميل قوالب تشكيل زجاجات PET - المعالجة باستخدام الحاسب الآلي، مما جعل المنتج أكثر شفافية (92%) وتقليل النفايات (0.5%).
الاقتصاد في الدفعات: بالنسبة للقوالب التي تصنع أكثر من 5000 قطعة سنويًا، فإن تكلفة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أقل بنسبة 60% إلى 70% للقطعة الواحدة من الطباعة ثلاثية الأبعاد. يستخدم أحد موردي قطع غيار السيارات التصنيع الضخم باستخدام الحاسب الآلي لقالب المصد الخاص بهم. وتبقى تكلفة القالب الواحد 800 ألف يوان، في حين تبلغ تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد 1.2 مليون يوان.
4، هيكل التكاليف: لعبة التوازن بين السرعة والدقة
1. تكاليف المعدات واللوازم
الطباعة ثلاثية الأبعاد بالمعادن: تتراوح تكلفة الأدوات الصناعية- عادةً ما بين 2 إلى 8 مليون يوان، وتتراوح تكلفة مسحوق سبائك التيتانيوم بين 800 إلى 1200 يوان لكل كيلوغرام. من ناحية أخرى، يصل معدل استخدام المواد إلى 90%، وهو أعلى بنسبة 40 نقطة مئوية من التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. استخدمت إحدى شركات الطيران الطباعة ثلاثية الأبعاد لصنع شفرات المحرك، مما أدى إلى خفض أسعار المواد بنسبة 35% مقارنة بالصب التقليدي.
التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: تتكلف مراكز تصنيع ربط المحاور الخمسة- ما بين 1.5 و5 مليون يوان، ويتم تخصيص ما يقرب من 15% إلى 20% من هذه التكلفة للأدوات. قام أحد مصانع القوالب بتخفيض تكلفة مجموعة واحدة من القوالب من 120,000 يوان إلى 70,000 يوان عن طريق تحسين مسار القطع واستخدام الشفرات القابلة للعكس.
2. تكلفة الوقت للطباعة ثلاثية الأبعاد: يتم تقليل الوقت المستغرق لصنع القوالب ذات الهياكل المعقدة إلى النصف إلى 70% مقارنة بالطرق التقليدية. يمكن لشركة طبية أن تصنع قالبًا مخصصًا لزراعة العظام خلال 72 ساعة فقط، وهو أسرع بنسبة 80% من دورة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي التي تستغرق 15 يومًا.
التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: يمكن تقليل وقت معالجة القالب بنسبة 30% إلى 40% من خلال استخدام تقنية القطع عالية السرعة (HSC). ساعد مركز تصنيع المغزل 8000 دورة في الدقيقة إحدى شركات تصنيع قوالب المنتجات 3C في تقليل الوقت المستغرق لصنع قالب إطار الهاتف من 18 ساعة إلى 11 ساعة.