3d工業(yè)打印機和各種打印材料(塑料、橡膠、復(fù)合材料、金屬、蠟和砂)已經(jīng)給許多行業(yè),如汽車,航空航天,以及醫(yī)療保健和醫(yī)療等帶來了很大的便利,很多企業(yè)都在其供應(yīng)鏈里集成了3D打印,這其中也包括模具制造,那么模具從3d工業(yè)打印技術(shù)上得到了哪些好處呢?
一、模具生產(chǎn)周期縮短
3d工業(yè)打印模具縮短了整個產(chǎn)品開發(fā)周期,并成為驅(qū)動創(chuàng)新的源頭。在以往,由于考慮到還需要投入大量資金制造新的模具,公司有時會選擇推遲或放棄產(chǎn)品的設(shè)計更新。通過降低模具的生產(chǎn)準備時間,以及使現(xiàn)有的設(shè)計工具能夠快速更新,3D打印使企業(yè)能夠承受得起模具更加頻繁的更換和改善。它能夠使模具設(shè)計周期,跟得上產(chǎn)品設(shè)計周期的步伐。
此外,有的公司自己采購了3D打印設(shè)備以制造模具,這樣就進一步加快了產(chǎn)品開發(fā)的速度,提高了靈活性/適應(yīng)性。在戰(zhàn)略上,它提升了供應(yīng)鏈預(yù)防延*限和開發(fā)停滯風(fēng)險的能力,比如,從供應(yīng)商那里獲得不合適的模具。
二、制造成本降低
如果說當下3d工業(yè)打印機的成本要高于傳統(tǒng)的金屬制造工藝的成本,那么,成本的削減在塑料制品領(lǐng)域更容易實現(xiàn)。
金屬3d工業(yè)打印機的模具在一些小的、不連續(xù)的系列終端產(chǎn)品生產(chǎn)上具有經(jīng)濟優(yōu)勢(因為這些產(chǎn)品的固定費用很難攤銷),或者針對某些特定的幾何形狀(專門為3D打印優(yōu)化的)更有經(jīng)濟優(yōu)勢,尤其是當使用的材料非常昂貴,而傳統(tǒng)的模具制造導(dǎo)致材料報廢率很高的情況下,3D打印具有成本優(yōu)勢。
此外,3d工業(yè)打印機在幾個小時內(nèi)制造出模具的能力也會對制造流程和利潤產(chǎn)生積極的影響,尤其是當生產(chǎn)停機和/或模具庫存十分昂貴的時候。
zui后,有時經(jīng)常會出現(xiàn)生產(chǎn)開始后還要修改模具的情況。3d工業(yè)打印機的靈活性使工程師能夠同時嘗試無數(shù)次的迭代,并可以減少因模具設(shè)計修改引起的前期成本。
三、模具設(shè)計的改進為終端產(chǎn)品增加了更多的功能性
通常,金屬3D打印的特殊冶金方式能夠改善金屬微觀結(jié)構(gòu),并能產(chǎn)生*致密的打印部件,與那些鍛造或鑄造的材料(取決于熱處理和測試方向)相比,其機械和物理性能一樣或更好。增材制造為工程師帶來了無限的選擇以改進模具的設(shè)計。當目標部件由幾個子部件組成時,3d工業(yè)打印機具有整合設(shè)計,并減少零部件數(shù)量的能力。這樣就簡化了產(chǎn)品組裝過程,并減少了公差。
此外,3d工業(yè)打印機能夠整合復(fù)雜的產(chǎn)品功能,使高功能性的終端產(chǎn)品制造速度更快、產(chǎn)品的缺陷更少。例如,注塑件的總體質(zhì)量要受到注入材料和流經(jīng)工裝夾具的冷卻流體之間熱傳遞狀況的影響。如果用傳統(tǒng)技術(shù)來制造的話,引導(dǎo)冷卻材料的通道通常是直的,從而在模制部件中產(chǎn)生較慢的和不均勻的冷卻效果。而3D打印可以實現(xiàn)任意形狀的冷卻通道,以確保實現(xiàn)隨形冷卻,更加優(yōu)化且均勻,zui終導(dǎo)致更高質(zhì)量的零件和較低的廢品率。此外,更快的除熱能顯著縮短注塑的成型周期,因為一般來說,冷卻時間zui高可占整個注塑周期的70%。
四、優(yōu)化工具更符合人體工學(xué)和提升zui低性能
3d工業(yè)打印機降低了驗證新工具(它能夠解決在制造過程中未能滿足的需求)的門檻,從而能夠在制造中投入更多移動夾具和固定夾具。傳統(tǒng)上,由于重新設(shè)計和制造它們需要相當?shù)馁M用和精力,所以工具的設(shè)計和相應(yīng)的裝置總是盡可能地使用更長的時間。隨著3D打印技術(shù)的應(yīng)用,企業(yè)可以隨時對任何工具進行翻新,而不于那些已經(jīng)報廢和不符合要求的工具。由于需要很小的時間和初始成本,3D打印使得對工具進行優(yōu)化以獲得更好的邊際性能變得更加經(jīng)濟。于是技術(shù)人員可以在設(shè)計的時候更多地考慮人體工學(xué),以提高其操作舒適性、減少處理時間,以及更加方便易用易于儲存。雖然這樣做有可能只是減少了幾秒鐘的裝配操作時間,但是架不住積少成多。此外,優(yōu)化工具設(shè)計,也可以減少零件的廢品率。
五、定制模具幫助實現(xiàn)zui終產(chǎn)品的定制化
更短的生產(chǎn)周期、制造更為復(fù)雜幾何形狀、以及降低zui終制造成本的能力,使得企業(yè)能夠制造大量的個性化工具來支持定制部件的制造。3D打印模具非常利于定制化生產(chǎn),比如醫(yī)療設(shè)備和醫(yī)療行業(yè),它能夠為外科醫(yī)生提供3D打印的個性化器械,如,*導(dǎo)板和工具,使他們能夠改善手術(shù)效果,減少手術(shù)時間。
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