คุณได้ส่งภาพวาดของคุณไปยังซัพพลายเออร์ห้าราย สามรายการเสนอราคาที่แตกต่างกันอย่างมาก หนึ่งรายการไม่เคยตอบกลับ และรายการสุดท้ายขอให้คุณรอหกสัปดาห์เพื่อดูตัวอย่าง หากคุณเคยพยายามจัดหาบริการการพิมพ์ 3D ไทเทเนียมสำหรับผลิตภัณฑ์ใหม่ สิ่งนี้อาจฟังดูคุ้นเคย ไทเทเนียมเป็นหนึ่งในโลหะที่ตัดเฉือนได้ยากที่สุด เป็นโลหะที่มีราคาแพงที่สุดในการทิ้งขยะ และเป็นหนึ่งในวัสดุที่ให้อภัยน้อยที่สุดเมื่อซัพพลายเออร์ไม่รู้ว่ากำลังทำอะไรอยู่
วิศวกร ผู้ออกแบบผลิตภัณฑ์ และทีมจัดซื้อ - จำนวนมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโลกของอุปกรณ์ทางการแพทย์ - กำลังหันเหจากการใช้เครื่องจักร CNC แบบเดิมๆ และหันไปใช้การผลิตสารเติมแต่งโลหะแทน โดยหันไปหาแหล่งจากจีนมากขึ้น
ในคู่มือนี้ เราจะอธิบายสาเหตุการพิมพ์ 3 มิติไทเทเนียมกำลังเริ่มดำเนินการ วิธีการทำงานของกระบวนการจริง ลักษณะของโครงการจริงตั้งแต่ต้นจนจบ และวิธีเลือกผู้ผลิตที่คุณสามารถไว้วางใจได้สำหรับชิ้นส่วนชุดต่อไปของคุณ
เหตุใดผู้ซื้อจึงเลือกการพิมพ์ 3 มิติด้วยไทเทเนียมมากกว่าการตัดเฉือนแบบดั้งเดิม
โลหะผสมไทเทเนียมมีความแข็งแรง เข้ากันได้ทางชีวภาพ และมีน้ำหนักเบา - ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงถูกนำมาใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่โครงยึดเครื่องบินไปจนถึงการปลูกถ่ายกระดูกสันหลัง ปัญหาก็คือว่าตัดได้ยากเช่นกัน ชิ้นส่วนไทเทเนียมที่ซับซ้อนเพียงชิ้นเดียวที่กลึงจากบล็อกตันสามารถทิ้งวัตถุดิบได้ 80-90% เป็นเศษเหล็ก และทุกกรัมที่เสียไปต้องเสียเงิน
2.0 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2573
คาดการณ์ตลาดวัสดุการพิมพ์ 3 มิติไทเทเนียมทั่วโลก โดยเติบโตเกือบ 28% ต่อปี (Lucintel)
การดูแลสุขภาพและการบินและอวกาศได้รับการขนานนามว่าเป็นสองปัจจัยขับเคลื่อนที่ใหญ่ที่สุดของการเติบโตดังกล่าว โดยอุปกรณ์พิมพ์ 3 มิติเกี่ยวกับกระดูกและข้อได้รับการติดตามว่าเป็นหนึ่งในกลุ่มที่เติบโตเร็วที่สุด-ในอุตสาหกรรมอุปกรณ์ทางการแพทย์ทั้งหมด เหตุผลบางประการเกิดขึ้นกับลูกค้าของเรา:
นี่คือคำมั่นสัญญาหลักของบริการการพิมพ์ 3D ไทเทเนียมที่ดี: สิ้นเปลืองน้อยลง มีอิสระในการออกแบบมากขึ้น และเปลี่ยนเส้นทางจากไฟล์ CAD ไปสู่ชิ้นงานที่เสร็จสมบูรณ์ได้เร็วขึ้น
อะไรทำให้จีนเป็นศูนย์กลางระดับโลกสำหรับการผลิตการพิมพ์ 3 มิติโลหะผสมไทเทเนียม
จีนใช้เวลาทศวรรษที่ผ่านมาในการสร้างห่วงโซ่อุปทานการผลิตสารเติมแต่งโลหะที่สมบูรณ์แบบที่สุดแห่งหนึ่งในโลก - ตั้งแต่การทำให้เป็นผงผงไทเทเนียม ไปจนถึงเครื่องพิมพ์- SLM เกรดอุตสาหกรรม ไปจนถึงการแปรรูปหลัง CNC- และการปรับสภาพพื้นผิว ซึ่งทั้งหมดนี้มักมีอยู่ในคลัสเตอร์อุตสาหกรรมเดียวกัน การบูรณาการในแนวดิ่งนั้นเป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้ผู้ผลิตการพิมพ์ 3 มิติโลหะผสมไทเทเนียมที่อยู่ในประเทศจีนสามารถเสนอราคาได้เร็วกว่าและต่ำกว่าซัพพลายเออร์ที่ต้องจ้างบุคคลภายนอกในการจัดหาผง การพิมพ์ และการตกแต่งขั้นสุดท้ายให้กับบริษัทสามแห่งที่แยกจากกันในสามประเทศที่แตกต่างกัน
บางสิ่งที่ผู้ซื้อพูดถึงอย่างสม่ำเสมอเมื่อทำงานกับโรงงานการพิมพ์ 3 มิติไทเทเนียมของจีน:
แน่นอนว่า "ตั้งอยู่ในจีน" ไม่ได้หมายความว่า "เชื่อถือได้" โดยอัตโนมัติ - เราจะมาดูวิธีตรวจสอบโรงงานให้ละเอียดยิ่งขึ้นอีกสักหน่อย
วิธีการทำงานของการพิมพ์ 3 มิติด้วยไทเทเนียม (เป็นภาษาอังกฤษธรรมดา)
ชิ้นส่วนไทเทเนียมส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่า Selective Laser Melting (SLM) ซึ่งบางครั้งเรียกว่า DMLS (Direct Metal Laser Sintering) ลองคิดดูว่ามันเหมือนกับการสร้างส่วนที่หนึ่งเป็นชั้นบางอย่างไม่น่าเชื่อในแต่ละครั้ง - เลเซอร์จะลากรูปร่างของชั้นนั้นไปเป็นเบดของผงไทเทเนียมเนื้อละเอียด แล้วหลอมให้เป็นโลหะแข็ง จากนั้นชั้นของผงใหม่จะกระจายไปด้านบน และกระบวนการนี้จะเกิดขึ้นซ้ำ ทีละชั้น ชิ้นส่วนโลหะที่มีความหนาแน่นและแข็งจะงอกออกมาจากผงแป้ง
เมื่อพิมพ์เสร็จแล้ว ชิ้นส่วนต่างๆ มักจะผ่านขั้นตอนต่อไปนี้:
หากคุณได้อ่านหัวข้อนี้ คุณอาจพบคำว่าการพิมพ์ 3 มิติ Ti6Al4V Ti6Al4V (ไทเทเนียมเกรด 5) ประกอบขึ้นเป็นชิ้นส่วนไทเทเนียมส่วนใหญ่ที่พิมพ์ออกมาในปัจจุบัน และด้วยเหตุผลที่ดี - จึงให้ความแข็งแรงที่ยอดเยี่ยม-อัตราส่วนน้ำหนักต่อ- ความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่ง และในแง่วิกฤตสำหรับการใช้งานทางการแพทย์ จึงมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี เป็นโลหะผสมชนิดเดียวกับที่ใช้ในรากฟันเทียมกระดูกและฟันจำนวนมากทั่วโลก
กรณีศึกษาจริง: โครงการอุปกรณ์การแพทย์ร่วมกับเซินเจิ้น JR Precision Technology Co., Ltd.
กรณีศึกษา
เซินเจิ้น JR Precision Technology Co., Ltd. ซึ่งเป็นผู้ผลิตในจีน-ที่ทำงานกับไทเทเนียมและโลหะผสมขั้นสูงอื่นๆ ได้รับการทาบทามจากบริษัทอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ต้องการส่วนประกอบการปลูกถ่ายแบบกำหนดเองที่มีโครงสร้างขัดแตะที่มีรูพรุนซึ่งออกแบบมาเพื่อส่งเสริมการงอกของกระดูกหลังการผ่าตัด ลูกค้าได้ลองจัดหาชิ้นส่วนผ่านซัพพลายเออร์ด้านการตัดเฉือน CNC แบบดั้งเดิมแล้ว และประสบปัญหาสองประการ: รูปทรงขัดแตะนั้นเป็นไปไม่ได้เลยที่จะตัดเฉือนแบบปกติ และต้นทุนต่อ-ต่อหน่วยในปริมาณที่น้อยทำให้โครงการไม่สามารถทำงานได้ทางการเงิน
แนวทางของทีม:
- ตรวจสอบไฟล์การออกแบบของลูกค้าและตั้งค่าสถานะการปรับแต่งเรขาคณิตเล็กน้อยเพื่อปรับปรุงความสามารถในการพิมพ์โดยไม่กระทบต่อฟังก์ชันขัดแตะ
- ผลิตชุดแรกขนาดเล็กโดยใช้การพิมพ์ SLM ด้วยผง Ti6Al4V เพื่อตรวจสอบความพอดี ความพรุน และประสิทธิภาพเชิงกล ก่อนที่จะดำเนินการในขั้นตอนที่ใหญ่ขึ้น
- หลังการประมวลผลแบบประยุกต์- รวมถึงการบำบัดความร้อนและการตัดเฉือนอย่างแม่นยำบนพื้นผิวผสมพันธุ์ที่ต้องการพิกัดความเผื่อที่เข้มงวดมากขึ้น
- ดำเนินการตรวจสอบมิติและทดสอบวัสดุเพื่อยืนยันว่าชิ้นส่วนตรงตามข้อกำหนดของลูกค้าก่อนจัดส่ง
ผลลัพธ์ที่ได้คือชิ้นส่วนที่เป็นไปไม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพในการผลิตผ่านการตัดเฉือนแบบเดิมๆ โดยส่งมอบเป็นชุดต้นแบบที่ใช้งานได้ในเวลาเพียงเสี้ยววินาที ซึ่งแนวทางการใช้เครื่องมือแบบดั้งเดิม-จะต้องใช้ - โดยมีความยืดหยุ่นในการปรับการออกแบบระหว่างการวนซ้ำโดยไม่ต้องสัมผัสกับแม่พิมพ์หรือฟิกซ์เจอร์ที่มีราคาแพง
ที่ซึ่งการพิมพ์ 3 มิติของ Titanium มอบคุณค่าสูงสุด
การพิมพ์ Titanium 3D ไม่ใช่เครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับงานทุกประเภท แต่มีแนวโน้มที่จะโดดเด่นในบางสถานการณ์:
การแพทย์และทันตกรรมรากฟันเทียม
กรงกระดูกสันหลัง การปลูกถ่ายสะโพกและข้อเข่า แผ่นกะโหลก และโครงทันตกรรมสั่งทำพิเศษซึ่งได้รับประโยชน์จากโครงสร้างที่มีรูพรุน{0}}ที่เป็นมิตรต่อกระดูก
ส่วนประกอบการบินและอวกาศ
ฉากยึด ท่อ และชิ้นส่วนโครงสร้างที่ช่วยลดน้ำหนักทุกกรัมเป็นสิ่งสำคัญ
มอเตอร์สปอร์ตและยานยนต์
ส่วนประกอบท่อไอเสีย ชิ้นส่วนระบบกันสะเทือน และชิ้นส่วนสมรรถนะอื่นๆ ที่ให้ความสำคัญกับอัตราส่วนความแข็งแกร่ง-ต่อ-น้ำหนักเป็นอันดับแรก
เครื่องมือและจิ๊ก
อุปกรณ์จับยึดน้ำหนักเบา{0}}พอดีสำหรับสายการผลิต
กำหนดเองและต่ำ-การผลิตในปริมาณมาก
สถานการณ์ที่การสร้างแม่พิมพ์หรือเครื่องมือไม่สมเหตุสมผลทางการเงิน
วิธีเลือกผู้ผลิตหรือโรงงานการพิมพ์ 3 มิติไทเทเนียมที่เชื่อถือได้
นี่คือส่วนที่ผู้ซื้อส่วนใหญ่ข้ามผ่าน และมักเป็นจุดที่มีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น ก่อนที่คุณจะตกลงกับซัพพลายเออร์ คุณควรทำเครื่องหมายในช่องต่อไปนี้:
การพิมพ์ 3D ไทเทเนียมมีค่าใช้จ่ายเท่าไร?
นี่เป็นหนึ่งในคำถามที่พบบ่อยที่สุดที่เราได้รับ และคำตอบที่ตรงไปตรงมาก็คือ: ขึ้นอยู่กับมัน แต่นี่คือสิ่งที่ทำให้ตัวเลขเคลื่อนที่ได้จริง:
สำหรับจุดเริ่มต้นคร่าวๆ ต้นแบบไททาเนียมขนาดเล็กมักจะใช้ราคาเริ่มต้นที่สองสามร้อยดอลลาร์ต่อชิ้นส่วน ซึ่งจะลดลงอย่างมากเมื่อปริมาณเพิ่มขึ้น - แต่วิธีเดียวที่จะได้จำนวนจริงคือส่งการออกแบบของคุณไปขอใบเสนอราคา
คำถามที่พบบ่อย
ใช่ ไทเทเนียม - โดยเฉพาะอย่างยิ่งโลหะผสม Ti6Al4V เป็นหนึ่งในโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในการผลิตแบบเติมเนื้อ เนื่องจากมีการผสมผสานอัตราส่วนความแข็งแรง-ต่อ-น้ำหนักสูงเข้ากับความต้านทานการกัดกร่อนและความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานทั้งทางการแพทย์และการบินและอวกาศ
ชิ้นส่วนไทเทเนียมที่พิมพ์ด้วย 3D มีความแข็งแกร่งเพียงใดเมื่อเทียบกับชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรเมื่อพิมพ์และโพสต์-ประมวลผลอย่างถูกต้อง (รวมถึง-การอบร้อนเพื่อคลายความเครียด) ชิ้นส่วนไทเทเนียมที่พิมพ์ด้วย SLM- จะได้รับคุณสมบัติทางกลที่เทียบเท่ากับไทเทเนียมขึ้นรูป แม้ว่าประสิทธิภาพที่แน่นอนจะขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์การพิมพ์ การวางแนว และคุณภาพหลังการประมวลผล-
ปริมาณการสั่งซื้อขั้นต่ำสำหรับการขายส่งการพิมพ์ 3D ไทเทเนียมคือเท่าไร?สิ่งนี้จะแตกต่างกันไปตามซัพพลายเออร์ แต่โรงงานหลายแห่งจะเริ่มต้นด้วยต้นแบบเดียวหรือชุดทดลองขนาดเล็ก ก่อนที่จะขยายไปสู่ปริมาณการขายส่งที่มากขึ้น ดังนั้นคุณจึงตรวจสอบการออกแบบได้ก่อนตัดสินใจดำเนินการตามปริมาณการผลิต
ใช้เวลานานแค่ไหนในการรับต้นแบบการพิมพ์ 3 มิติไทเทเนียมจากประเทศจีนขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของชิ้นส่วนและข้อกำหนดหลังการประมวลผล- ต้นแบบมักจะพร้อมภายในหนึ่งถึงสามสัปดาห์ ซึ่งโดยทั่วไปเร็วกว่าการรอเครื่องมือสำหรับการผลิตแบบดั้งเดิมมาก
โรงงานการพิมพ์ 3 มิติไทเทเนียมของจีนสามารถตอบสนองข้อกำหนดด้านการรับรองทางการแพทย์หรือการบินและอวกาศได้หรือไม่โรงงานที่จัดตั้งขึ้นหลายแห่งปฏิบัติตามมาตรฐาน ISO 13485 (ทางการแพทย์) หรือ AS9100 (การบินและอวกาศ) และสามารถจัดทำใบรับรองวัสดุและรายงานการตรวจสอบได้ - แต่จะแตกต่างกันไปตามซัพพลายเออร์ ดังนั้นจึงคุ้มค่าที่จะยืนยันการรับรองโดยตรงก่อนทำการสั่งซื้อ
พร้อมรับใบเสนอราคาแล้วหรือยัง?
หากคุณกำลังชั่งน้ำหนักตัวเลือกสำหรับโครงการไทเทเนียมครั้งต่อไปของคุณ - ไม่ว่าจะเป็นต้นแบบอุปกรณ์ทางการแพทย์ชิ้นเดียวหรือการผลิตชิ้นส่วนหลายร้อยชิ้น - ขั้นตอนถัดไปที่ง่ายที่สุดก็คือ: ส่งรูปวาดของคุณ ผู้ผลิตที่ดีจะบอกคุณอย่างตรงไปตรงมาว่าการพิมพ์ 3 มิติเหมาะสมกับชิ้นส่วนของคุณหรือไม่ แจ้งการปรับแต่งการออกแบบที่จะทำให้การผลิตง่ายขึ้น และเสนอราคาจริงให้กับคุณ - ไม่มีความกดดัน ไม่มีข้อผูกมัดในการก้าวไปข้างหน้าหากไม่ตรงกัน