ผู้ซื้อในภาคการผลิตมักประสบปัญหาเดียวกันกับเครื่องมือแบบดั้งเดิมและชิ้นส่วนโลหะสั่งทำ: ระยะเวลารอคอยแม่พิมพ์หลาย-สัปดาห์หรือหลาย-เดือน ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าสูงซึ่งจะจ่ายคืนเมื่อมีปริมาณสูงเท่านั้น และความจริงที่ว่าการเปลี่ยนแปลงการออกแบบใดๆ หมายความว่าต้องเริ่มต้นใหม่ด้วยราคาแพง สำหรับการวิ่งปริมาณต่ำ-ถึง-ปานกลาง จิ๊กและฟิกซ์เจอร์ หรือส่วนประกอบที่กำหนดเองที่ซับซ้อน ข้อจำกัดเหล่านี้จะทำให้ทุกอย่างช้าลงและเพิ่มต้นทุนการเป็นเจ้าของทั้งหมด
การพิมพ์โลหะ 3 มิติกลายเป็นแนวทางที่ใช้งานได้จริง-โดยลดระยะเวลา ลดของเสีย และเพิ่มรูปทรงเรขาคณิตที่ CNC หรือการหล่อแบบเดิมๆ ไม่สามารถให้ต้นทุนได้-อย่างมีประสิทธิภาพ
เหตุใดเครื่องมือแบบดั้งเดิมจึงต้องดิ้นรนเพื่อก้าวตามให้ทัน
เส้นทางทั่วไป-การตัดเฉือน CNC ของเครื่องมือแข็ง การหล่อการลงทุน หรือกระบวนการที่ใช้แม่พิมพ์-เป็นพื้นฐาน-มีค่าใช้จ่ายด้านวิศวกรรมที่ไม่เกิดซ้ำ-หนักและมีกำหนดการที่ยาวนาน เครื่องมือแข็งสำหรับแม่พิมพ์ฉีดหรือแม่พิมพ์ปั๊มมักจะมีราคาอยู่ระหว่าง 10,000 ถึง 75 เหรียญสหรัฐ000+ โดยมีระยะเวลารอคอยสินค้า 4-12 สัปดาห์ (นานกว่าสำหรับเครื่องมือที่มีหลายช่องที่ซับซ้อน-) เครื่องมืออะลูมิเนียมแบบอ่อนช่วยได้นิดหน่อยแต่ยังคงใช้เวลาหลายสัปดาห์และสึกหรอเร็วขึ้น การปรับแต่งการออกแบบทุกครั้งจะกระตุ้นให้เกิดการเขียนโปรแกรมใหม่ การแก้ไข หรือการทำงานซ้ำของแม่พิมพ์ กระบวนการหักลบยังทำให้สิ้นเปลืองวัสดุถึง 20–50% และคุณลักษณะภายในที่ซับซ้อน เช่น ช่องระบายความร้อนที่เป็นไปตามข้อกำหนดนั้นทำได้ยากหรือเป็นไปไม่ได้เลยหากไม่มี-การตั้งค่าแบบหลายแกนและการดำเนินการรอง
ปัญหาเหล่านี้ได้รับผลกระทบหนักที่สุดจากการผลิตในปริมาณต่ำ-หรือการสร้างสะพาน การสร้างต้นแบบฟิกซ์เจอร์อย่างรวดเร็ว และโปรเจ็กต์ที่รูปทรงเรขาคณิตเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ผู้ซื้อที่มองหาทางเลือกอื่นหันมาใช้การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะมากขึ้น เนื่องจากข้ามการใช้เครื่องมือทางกายภาพไปโดยสิ้นเชิง และเปลี่ยนเศรษฐศาสตร์ไปสู่ความซับซ้อนและความเร็ว แทนที่จะเป็นปริมาณล้วนๆ
สิ่งที่การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะช่วยแก้ปัญหาในการผลิตตามสั่ง
การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะ (กระบวนการหลอมผงโลหะด้วยเลเซอร์เป็นหลัก เช่น DMLS/SLM) จะสร้างชิ้นส่วนทีละชั้นจากผงโลหะ ไม่มีแม่พิมพ์ ไม่มีการติดตั้งที่กว้างขวาง อิสระในการออกแบบอย่างแท้จริง
การวนซ้ำที่เร็วขึ้นสำหรับจิ๊ก ฟิกซ์เจอร์ และเม็ดมีดเครื่องมือ
จิ๊ก ฟิกซ์เจอร์ และส่วนแทรกแม่พิมพ์ที่พิมพ์แล้วสามารถเปลี่ยนจาก CAD ไปเป็นชิ้นงานที่เสร็จภายในเวลาไม่กี่วัน แทนที่จะเป็นสัปดาห์ ช่องระบายความร้อนตามแบบแผนในการฉีด-การแทรกแม่พิมพ์-แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยด้วยการเจาะแบบเดิม-ซึ่งใช้เวลารอบการตัดเป็นประจำ 15–40% ระยะเวลารอคอยสำหรับเม็ดมีดที่ใช้งานได้จริงจะลดลงเหลือช่วง 1–2 สัปดาห์ เทียบกับ 4–8+ สัปดาห์สำหรับเม็ดมีดทั่วไป น้ำหนักที่ลดลงประมาณ 40% เมื่อเทียบกับเครื่องมือกลึง CNC ที่แข็งแกร่ง-ยังช่วยปรับปรุงหลักสรีระศาสตร์ในโรงงานอีกด้วย
ลดต้นทุนสำหรับการผลิตปริมาณต่ำ-ถึง-
เมื่อใช้ Zero Tooling NRE การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะมักจะประหยัดกว่าสำหรับปริมาณตั้งแต่ 1 ถึงประมาณ 50–200 ชิ้นส่วน ขึ้นอยู่กับรูปทรงและวัสดุ ส่วนประกอบไทเทเนียมหรือเครื่องมือที่ซับซ้อน-ที่ต้องการการตัดเฉือนที่กว้างขวางและมีอัตราเศษสูงมักจะใช้ต้นทุนน้อยลงเมื่อผ่านเส้นทางเสริมในปริมาณต่ำ ความคุ้มทุน-เมื่อเทียบกับ CNC มักจะอยู่ที่ระดับหลักสิบถึงต่ำหลายร้อยหน่วยสำหรับรูปทรงที่ซับซ้อน ชิ้นส่วนแบบแท่งปริซึมธรรมดาจะนิยมใช้ CNC เร็วกว่า
ออกแบบอิสระสำหรับรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน
โครงสร้างภายใน โทโพโลยี-โครงสร้างที่ปรับให้เหมาะสม แอสเซมบลีที่รวมเข้าด้วยกัน และรูปทรงออร์แกนิกกลายเป็นสิ่งที่ใช้งานได้จริง สิ่งนี้สำคัญสำหรับฟิกซ์เจอร์ที่มีน้ำหนักเบา การระบายความร้อนตามแบบ และชิ้นส่วนที่ก่อนหน้านี้จำเป็นต้องใช้ส่วนประกอบเครื่องจักรหลายชิ้นพร้อมการประกอบ การพิมพ์โลหะ 3 มิติสำหรับเครื่องมือจึงทำงานทั้งในด้านเครื่องมือที่รวดเร็วและเป็นสะพานเชื่อมไปสู่-การผลิตแบบธรรมดาที่มีปริมาณสูงขึ้น
ตั้งแต่เครื่องมือไปจนถึงการแพทย์-ความแม่นยำระดับ - จุดที่เทคโนโลยีกำลังมุ่งหน้าไป
ข้อได้เปรียบของกระบวนการเดียวกันนี้ที่ช่วยให้เครื่องมือทางอุตสาหกรรมก้าวไปสู่งานทางการแพทย์ที่มีมูลค่าสูง-โดยตรง ผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ด้วยเครื่องจักร CNC ที่มีความแม่นยำยังคงจำเป็นสำหรับส่วนประกอบที่ต้องการพิกัดความเผื่อที่แคบเป็นพิเศษ-และการตกแต่งพื้นผิวเฉพาะ ในเวลาเดียวกันไทเทเนียมอัลลอยด์พิมพ์ 3 มิติทางการแพทย์รากฟันเทียมกำลังเติบโตอย่างรวดเร็วเนื่องจากการผลิตแบบเติมเนื้อสามารถสร้าง-รูปทรงเฉพาะของผู้ป่วยและโครงสร้างที่มีรูพรุนซึ่งส่งเสริมการรวมตัวของกระดูก
โลหะผสมไทเทเนียมและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ
Ti-6Al-4V (และเกรด ELI) เหนือกว่าด้วยความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว ความต้านทานการกัดกร่อน ความแข็งแรงสูง-อัตราส่วนต่อน้ำหนัก และคุณสมบัติทางกลที่มั่นคง กระบวนการเติมแต่งทำให้เกิดความพรุนที่ควบคุมได้และสถาปัตยกรรมขัดแตะที่เข้ากับโมดูลัสของกระดูกได้ดีขึ้น ลดการป้องกันความเครียด และปรับปรุงการตรึงในระยะยาว การผลิตสารเติมแต่งโลหะกำลังรับส่วนแบ่งรายได้ AM ทางการแพทย์ที่เพิ่มขึ้น
เหตุใดความแม่นยำจึงมีความสำคัญมากกว่าในการใช้งานทางการแพทย์
อุปกรณ์ทางการแพทย์ต้องการการตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุอย่างเข้มงวด กระบวนการที่ได้รับการตรวจสอบ และมักจะต้องผ่าน-กระบวนการหลังการประมวลผล-HIP การตกแต่งพื้นผิว และการใช้เครื่องจักร CNC ในส่วนติดต่อที่สำคัญ-เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานด้านกฎระเบียบและทางคลินิก ขั้นตอนการทำงานแบบผสมผสาน (พิมพ์รูปร่างตาข่ายที่ซับซ้อนที่มีรูพรุนหรือใกล้- จากนั้นปิดพื้นผิวที่สำคัญด้วย CNC) ผสมผสานจุดแข็งของทั้งสองเทคโนโลยีเข้าด้วยกัน
การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะเทียบกับการใช้เครื่องจักร CNC - ซึ่งเหมาะกับโครงการของคุณ
|
|---|
การพิมพ์โลหะ 3D เทียบกับการตัดเฉือน CNC แทบจะไม่ใช่ตัวเลือกใดตัวเลือกหนึ่งเลย โครงการที่ประสบความสำเร็จจำนวนมากใช้สารเติมแต่งสำหรับแกนที่ซับซ้อนและ CNC สำหรับอินเทอร์เฟซที่สำคัญ ทำให้ได้รับอิสระในการออกแบบและความแม่นยำที่ต้องการ
กรณีศึกษาซันฮิงสโตนส์
กรณีศึกษา
ลูกค้าอุตสาหกรรมระดับกลาง-ต้องการเม็ดมีดเครื่องมือสั่งทำพิเศษและกลุ่มผลิตภัณฑ์ฟิกซ์เจอร์ไทเทเนียม-ปริมาณต่ำสำหรับกลุ่มผลิตภัณฑ์ใหม่ ราคาเครื่องมือหนักแบบเดิมๆ มีราคาอยู่ที่ 6–8 สัปดาห์และ 18,000–35,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อชุด โดยแทบไม่เหลือพื้นที่ให้ทำซ้ำการออกแบบช่องระบายความร้อน
เปลี่ยนไปเป็น กการพิมพ์ 3 มิติโลหะบริการจัดส่งเม็ดมีดใช้งานได้ภายในเวลาไม่ถึงสองสัปดาห์ด้วยต้นทุนเริ่มต้นที่ลดลงประมาณ 40–50% การปรับแต่งการออกแบบได้รับการจัดการแบบดิจิทัลโดยมีผลกระทบต่อกำหนดการน้อยที่สุด ตัวฟิกซ์เจอร์ซึ่งก่อนหน้านี้เรียกว่างาน CNC หลาย-แกนซึ่งมีวัสดุสิ้นเปลืองสูง ได้ถูกพิมพ์ออกมาแล้วจึง-ตัดเฉือนให้เสร็จสิ้น เวลานำลดลงมากกว่าครึ่งและต้นทุนต่อ-ชิ้นส่วนลดลงสำหรับการดำเนินการนำร่องที่ต่ำกว่า 100 หน่วย
ผลลัพธ์มีทั้งการเริ่มต้นสายการผลิตที่รวดเร็วขึ้น การออกแบบที่น้อยลง-ข้อจำกัดในการแช่แข็ง และการประหยัดทั้งในด้านเครื่องมือและชิ้นส่วนการผลิตในช่วงแรกๆ อย่างชัดเจน โพสต์-การประมวลผลและการตรวจสอบขั้นสุดท้ายยังคงเพิ่มเข้ามาอีกสองสามวัน ดังนั้นลำดับเวลาโดยรวมจึงไม่ได้เกิดขึ้นทันที-แต่การปรับปรุงสุทธิยังคงมีความสำคัญ
วิธีเลือกผู้ผลิตการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะที่เชื่อถือได้
การรับรองและการควบคุมคุณภาพ
มองหา ISO 9001 เป็นพื้นฐาน บวกกับ AS9100 สำหรับการบินและอวกาศ หรือ ISO 13485 สำหรับทางการแพทย์ การควบคุมกระบวนการที่จัดทำเป็นเอกสารเกี่ยวกับการจัดการผง การตรวจสอบความถูกต้องของพารามิเตอร์ และเรื่อง NDT การอบชุบด้วยความร้อนหลัง-การประมวลผล -, HIP, การตกแต่งด้วย CNC, การชุบผิว - ควรอยู่ใน-ภายในบริษัทหรือบูรณาการอย่างแน่นหนา
การตรวจสอบย้อนกลับวัสดุสำหรับชิ้นส่วนเกรดทางการแพทย์-
การใช้งานทางการแพทย์และการควบคุมต้องมีการตรวจสอบย้อนกลับของผง พารามิเตอร์กระบวนการ และชิ้นส่วนสำเร็จรูปจำนวนมาก ขอใบรับรองวัสดุ ข้อมูลการทดสอบทางกลจากคูปองพยาน และหลักฐานของกระบวนการที่ได้รับการตรวจสอบ
เมื่อคุณประเมินผู้ผลิตการพิมพ์ 3 มิติจากโลหะหรือบริการการพิมพ์ 3 มิติจากโลหะแบบกำหนดเอง ให้ขอชิ้นส่วนตัวอย่าง ตรวจสอบกรณีศึกษาในอุตสาหกรรมของคุณ และยืนยันความสามารถในการสร้างต้นแบบและการผลิตปริมาณต่ำ-ถึง-กลาง โรงงานที่นำเสนอเครื่องจักร CNC ที่มีความแม่นยำเสริมสามารถรองรับขั้นตอนการทำงานแบบไฮบริดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะใช้ทำอะไรในเครื่องมือ?
ตอบ: โดยพื้นฐานแล้วเม็ดมีดที่ใช้ทำเครื่องมือรวดเร็ว (โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีการระบายความร้อนตามแบบ) อุปกรณ์จับยึด ฟิกซ์เจอร์ และเครื่องมือบริดจ์ ซึ่งช่วยเร่งการพัฒนาผลิตภัณฑ์และลดต้นทุนการทำซ้ำ
ถาม: การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะมีราคาถูกกว่าการตัดเฉือน CNC สำหรับการผลิตจำนวนมากหรือไม่
ตอบ: ได้ มักจะใช้สำหรับรูปทรงที่ซับซ้อนในปริมาณประมาณ 1–50 (บางครั้งก็สูงกว่า) ชิ้นส่วนธรรมดาและปริมาณที่สูงกว่ามักจะชอบ CNC
ถาม: การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะสามารถผลิตชิ้นส่วน-ไทเทเนียมเกรดทางการแพทย์ได้หรือไม่
ก. ใช่. Ti-6Al-4V และโลหะผสมที่เกี่ยวข้องจะถูกพิมพ์เป็นประจำสำหรับการปลูกถ่ายและเครื่องมือ โดยทั่วไปแล้วจะตามมาด้วยการตกแต่งที่แม่นยำและการตรวจสอบความถูกต้องของกระบวนการทั้งหมดเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ
ถาม: ฉันจะเลือกผู้ผลิตการพิมพ์ 3D โลหะที่เชื่อถือได้ได้อย่างไร
ตอบ: มุ่งเน้นไปที่การรับรอง การตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุ ประสบการณ์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในการใช้งานของคุณ (เครื่องมือหรือทางการแพทย์) กระบวนการหลังการบูรณาการ- และการเสนอราคาที่โปร่งใสพร้อมระยะเวลารอคอยสินค้าที่สมจริง
ถาม: ต้นทุนการพิมพ์ 3D โลหะ-มีประสิทธิภาพสำหรับปริมาณน้อยหรือไม่
ตอบ: สำหรับชิ้นส่วนโลหะที่ซับซ้อนหรือปรับแต่งสูง ได้-โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้นทุนเครื่องมือแบบเดิมและเวลาในการผลิตที่ยาวนานอาจทำให้
ก้าวเร็วขึ้นในโครงการถัดไปของคุณ
หยุดรอหลายสัปดาห์สำหรับเครื่องมือที่อาจต้องมีการแก้ไขทันทีที่การออกแบบเปลี่ยนแปลง ไม่ว่าคุณจะต้องการจิ๊กและฟิกซ์เจอร์โลหะที่พิมพ์ด้วย 3D เม็ดมีดที่ใช้ทำเครื่องมืออย่างรวดเร็ว หรือส่วนประกอบไทเทเนียมที่มีความแม่นยำ โปรดพูดคุยกับทีมวิศวกรที่สามารถดูความต้องการด้านรูปทรง ปริมาตร และประสิทธิภาพของคุณได้ และแนะนำเส้นทางที่มีประสิทธิภาพที่สุด-สารเติมแต่งบริสุทธิ์ ไฮบริด หรือแบบดั้งเดิม ติดต่อโรงงานการพิมพ์ 3D โลหะที่มีความสามารถหรือบริการการพิมพ์ 3D โลหะแบบกำหนดเองได้แล้ววันนี้ รับคำแนะนำที่เป็นประโยชน์ซึ่งสนับสนุนโดยข้อมูลกระบวนการจริง และเริ่มดำเนินการได้เร็วขึ้น