Voordelen & nadelen van 3D-printen in vormproductie

3D-printen is additieve productie, een type snelle prototyping technologie. Het gebruikt een digitaal modelbestand als basisraamwerk en gebruikt bindbare materialen zoals gepulveriseerd metaal of kunststof om objecten te construeren door laag-voor-laag printen. 3D-printtechnologie integreert high-tech technologieën in veel velden zoals informatietechnologie, digitaal modelleringstechnologie, electromechanische besturingstechnologie, materiaalwetenschap en chemie.

Met de geleidelijke volwassenheid van 3D-printtechnologie in printmaterialen en bedieningssoftware, is 3D-printtechnologie geleidelijk geïntroduceerd in vormproductie, industriële ontwerp, ingenieursbouw, luchtvaart en vele andere velden. Met de opkomst en popularisering van 3D-printtechnologie, heeft de vormproductieindustrie fundamentele veranderingen ondergaan.

Vormen zijn de basale procesapparatuur voor industriële productie. 60% tot 80% van componenten in elektronica, instrumentatie, auto's en communicatie worden gevormd door vormen. De kwaliteit van vormen bepaalt grotendeels de kwaliteit van producten.

CNC-bewerking is de meest gebruikte techniek bij het maken van vormen. Hoewel het hoog betrouwbare resultaten levert, is het erg duur en tijdrovend. De overeenkomstige 3D-printtechnologie heeft de voordelen van materiaalbesparing, snelle prototyping en precisieproductie.

3D-printen en vormmakerij

In het productieproces van producten neemt de industriële productie voornamelijk vormproductie als technisch raamwerk en voert vervolgens massaproductie van diverse producten uit. Vormproductietechnologie heeft bepaalde operationele moeilijkheden en hoge kosten. Met de opkomst van gepersonaliseerde consumptiemethoden zullen verschillende consumenten meer diverse behoeften hebben aan industriële producten. Als gevolg moet vormproductietechnologie veel tijd besteden aan het ontwerp en de productie van de vorm. De nauwkeurigheid van vormproductie en de controleerbaarheid van kosten worden steeds moeilijker effectief te controleren, zodat vormproductietechnologie steeds moeilijker de zich ontwikkelende behoeften van industriële productie kan voldoen.

Met de komst van 3D-printtechnologie en de toepassing ervan in vormproductie, is de behoefte aan aanpassing en individualisering opgelost. Met zijn technische voordelen verkort 3D-technologie de ontwerpcylus en het productieproces, verlaagt de kosten in het ontwerp- en productieproces, en heeft een positieve invloed op de gehele industriële ontwerpactiviteiten.

3D-printtechnologie stelt ontwerpers in staat om de behoeften van klanten in korte tijd aan te passen, en tegelijkertijd is het comfortabel om het ontwerp meerdere keren aan te passen, de kosten van ontwerpwerk effectief te controleren, en onnodige kosten te verminderen.

De voordelen van 3D-printtechnologie in het maken van vormen

• Verkorte vormproductiecyclus

3D-printen kan automatisch, snel, direct en nauwkeurig het driedimensionale ontwerp in de computer omzetten in een fysiek model, wat frequente ontwerpwijzigingen en -wijzigingen tijdens de ontwikkeling van nieuwe producten kan weerstaan, wat flexibiliteit en aanpasbaarheid verbetert. 3D-printvormen verkorten de productontwikkelingscyclus, het overslaat de vormopenen, smeden, snijden en andere processen in traditionele vormproductie. 3D-printen stelt de vormontwerpcylus in staat om bij de productontwerpcylus te blijven.

• Makkelijker om complexere producten te produceren

Metaal 3D-printen kan de metaalmicrostructuur verbeteren, resulterend in volledig dichte geprintte onderdelen. Additieve productie maakt het ontwerp van vormen makkelijker te verbeteren. 3D-printen stelt willekeurig gevormde koelkanalen in staat om conformele koeling te garanderen, meer geoptimaliseerd en uniform, wat uiteindelijk leidt tot hogere kwaliteit onderdelen.

• Het eindproduct aanpassen

3D-geprinte vormen zijn erg geschikt voor aangepaste productie. Omdat het een kortere productiecyclus heeft, is het makkelijker om complexe onderdelen te produceren, en het kan de uiteindelijke productiekosten verminderen.

• Productiekostenbesparing

Door 3D-printen te gebruiken, kunnen ingenieurs voorafgaande kosten verminderen die ontstaan door vormontwerpwijzigingen. 3D-printen is kosteneffectiever als de gebruikte materialen erg duur zijn en traditionele vormproductiematerialen een hoog schrootpercentage hebben. Bovendien is 3D-printen in staat om precise vormen binnen enkele uren te produceren.

Nadelen van 3D-printtechnologie om vormen te maken

• 3D-geprinte onderdelen zijn beperkt in grootte

3D-printapparatuur kan niet voldoen aan de productie van grootschalige vormproducten in de industrie. De meeste 3D-printapparatuur in daadwerkelijk gebruik is onder de 1x1m niveaus, en het is moeilijk om te voldoen aan de vereisten voor de productie van grootschalige producten.

• 3D-printen is niet geschikt voor massaproductie

3D-printen is niet geschikt voor massaproductie. De eenheidsprijs van 3D-printtechnologie om 1 product te produceren is basisgelijk aan die van 1.000 producten te produceren, en het relatieve 3D-printen duurt langer. Traditionele vormproductietechnologie heeft duidelijke voordelen in massaproductie.

• Minder materialen beschikbaar voor 3D-printtechnologie

Hoewel er veel materialen zijn die 3D-geprint kunnen worden, kunnen hoge-temperatuurkunststoffen en sommige veelgebruikte metalen nog steeds niet worden geprint. Met name metaal is geneigd tot denaturatie na printen door warmtebehandeling.

• De efficiëntie van 3D-printtechnologie moet worden verbeterd

Er is een contradictie tussen de productienauwkeurheid en productiesnelheid van 3D-printen. 3D-printen is om objecten te maken door laag-voor-laag accumulatie. Als u de printnauwkeurheid wilt verbeteren, moet u het aantal printlagen verhogen, maar de printsnelheid wordt daarbij verminderd.

• De mechanische eigenschappen van 3D-geprinte producten zijn moeilijk te garanderen

Mechanische eigenschappen zijn belangrijke parameters van onderdelen, die de hoofdbasis bieden voor het gebruik en de werkllevensduur van onderdelen. In traditionele CNC-bewerking wordt gerelateerd werk zoals veroudering en warmtebehandeling uitgevoerd om de mechanische eigenschappen van de onderdelen te bereiken.

• 3D-printen kan traditionele vormproductietechnologie op korte termijn niet vervangen

Hoewel 3D-printen erg bekend is, is de industrialisatie van 3D-printen ver van gevormd, en het is nog in de populairwetenschappelijke fase. Als een high-tech en leidende technologie kan 3D-printen aan de behoeften van aangepaste en complexe producten voldoen, maar het heeft niet de voordelen van batch en schaal.

In de ontwikkeling van traditionele industriële grootschalige productie vandaag is de arbeidsverdeling zeer fijn en de ondersteunende faciliteiten zeer voldoende, wat enorme inertie heeft gevormd. Als 3D-printen deze inertie wil doorbreken, is de kosten zeer hoog.

Conclusie

JTR kan Carbon DLS 3D-printen, DMLS 3D-printen, FDM 3D-printen, Multi Jet Fusion (MJF) 3D-printen, PolyJet 3D-printen, Selective Laser Sintering (SLS) diensten, Stereolithografie (SLA) dienst en andere 3D-printdiensten leveren. Als u 3D-printdiensten nodig heeft, neem dan gerust contact op met JTR.