Як швидко може бути 3D-друк? У яких сценаріях він дійсно може принести подвійні переваги швидкості та вартості? У цій статті буде порівняно основні технології 3D-друку (наприклад, FDM, SLA, SLS, MJF) з традиційними процесами (наприклад, ЧПУ, лиття під вприском, лиття), в поєднанні з типовими виробничими сценаріями, щоб демонтувати технічне ядро та комерційне значення "швидкості 3D-друку" для вас.
Я вважаю, що після прочитання цієї статті ви отримаєте чіткішу відповідь на питання "коли використовувати 3D-друк і чому він настільки швидкий і змістливий".
Швидкий 3D-друк проти традиційних ремесел: що швидше?
Перш ніж порівняти конкретні технології, давайте прояснимо основне питання: FDM (моделювання плавленого відкладання), SLA (стереолітографія), MJF (мульти-струменеве злиття), всі ці назви є різними принципами формування 3D-друку. Кожен з них має свої унікальні методи друку, адаптаційність матеріалу та швидкість роботи, тому у них є свої переваги в ефективності. На відміну від них, традиційні виробничі процеси, такі як ЧПУ, лиття під вприском та лиття, також мають зовсім різні структури виробничих потужностей та ритми реакції. Давайте розбираємо їх один за одним, щоб побачити, чи зможе технологія 3D-друку догнати їх з точки зору швидкості.
FDM проти ЧПУ
Коли необхідно терміново зробити невеликий зразок інструменту (наприклад, wПеревага цієї технології полягає не тільки в його швидкості, але і в його гнучкості. Зокрема, після налаштування діаметру сопли (наприклад, вище 0,6 мм), швидкість сопли може досягти 150 мм/с, а середньоскладну частину висотою 100 мм можна надрукувати протягом 1 години. FDM має очевидні переваги в швидкості друку, яка може значно поліпшити ефективність формування та підходить для швидкого прототипування та випробування прототипів середньої складності.
Але якщо його змінити на ЧПУ, то час доставки часто вимірюється в дні через підготовку процесних документів, відладку інструментальних кріплень та процес різання.
SLA/DLP проти лиття під вприскуванням
SLA (стереолітографія) відома високою точністю, товщиною шару 0,025-0,1 мм, точністю до ±25 мкм і швидкістю формування близько 10-30 мм / год. Перевагою швидкості друку SLA є не його висока швидкість, а його здатність стабільно виводити при збереженні якості поверхні, яка підходить для сцен з високими вимогами до послідовності процесу.
DLP (цифрова обробка світла) більш ефективна в друку. Він збільшує швидкість друку до 50-100 мм на годину, одночасно експонуючи весь шар зображення, що особливо ефективно при виробництві невеликих і великих кількостей деталей. Перевагою швидкості друку DLP є те, що вона може швидко реагувати на вимоги до партій. Він зберігає певний ступінь точності, мінімізуючи час формування одиниці.
На відміну від цього, хоча лиття під вприскуванням дуже швидке в швидкості лиття однієї частини, його загальний цикл доставки часто продовжується попереднім процесом "розробки форми", який зазвичай займає кілька днів або навіть тижнів і супроводжується високими витратами. Якщо конструкція продукту часто коригується, витрати на випробування та помилки повторних змін форми також будуть дуже високими.
SLM проти лиття металу
Найбільша особливість SLM полягає в тому, що вона може друкувати складні структури в один раз - наприклад, деталі з пробіжними отворами, пряжками та сітками, без будь-якої підтримки. Оскільки SLM не вимагає процесів відкриття форми та переробки, він може значно прискорити загальну швидкість доставки на ранніх етапах розробки продукту.
На відміну від цього, хоча лиття металу має вартісні переваги в масовому виробництві, процес підготовки триває довго - конструкція форми, охолодження лиття та розщеплення часто займають кілька днів або навіть тиждень. Якщо ви стикаєтеся з бізнес-сценарієм, який вимагає швидкої ітерації, технологія лиття металу в основному невирішена.
Як швидко виграє 3D-друк у трьох основних сценаріях з швидкістю
Крім відмінностей в самій технології, переваги швидкості 3D-друку також варіюються в різних практичних сценаріях. Від перевірки досліджень та розробок до масового виробництва ми дивимося панорамно на його фактичну продуктивність на рівні застосування.
Швидке прототипування
На ранніх етапах розробки апаратного продукту, чи можуть зразки бути виготовлені протягом дня, часто визначає ефективність ітерації проекту. У порівнянні з традиційним виробництвом, яке вимагає планування виробництва, виготовлення форми та відладки, 3D-друк може досягти проектування та доставки в той же день. Друк FDM підходить для структурної перевірки та попереднього випробування, в той час як SLA може досягти високоякісних моделей зовнішнього вигляду з роздільною здатністю ±25 мкм. Не потрібна форма, і зразки можуть бути вироблені безпосередньо, що є найбільшою перевагою швидкості 3D-друку на стадії прототипу.
Технологія 3D-друку розуміє, що перевірка прототипу - це не одноразова доставка, а цикл швидкого випробування та миттєвого виправлення помилок для сприяння безперервній еволюції продукту. Зробити випробування та помилки швидкими та недорогими є ключовою силою, яку технологія 3D-друку надає ритму розробки продукту.
Невелика партія замовлення виробництва
Коли продукти прагнуть персоналізації та частих ітерацій, процеси розробки та зборки форми традиційного виробництва часто не можуть йти в ногу з темпом. Технології 3D-друку, такі як MJF та SLM, не вимагають відкриття форми і можуть безпосередньо друкувати готові деталі. Взявши MJF як приклад, промислова модель має годинну потужність понад 3000 см ВВ3; що підходить для типових сценаріїв, таких як ортопедичні кронштейни та індивідуальні оболонки.
Ключом до налаштування невеликих партій є не вартість одиниці, а швидкість відповіді на доставку та свобода проектування. 3D-друк забезпечує нове покоління гнучкого виробничого шляху.
Масштабне стандартизоване виробництво
Хоча лиття під вприском та ЧПУ все ще домінують в масовому виробництві, 3D-друк стає прискорювачем для ранньої перевірки. На етапах випробувань продажу нової продукції та регіональних випробувань 3D-друк може доставити сотні зразків протягом декількох днів, захопити вікно часу ринку та зменшити ризик повторних модифікацій форми.
У масовому виробництві 3D-друк є не заміною, а прискорювачем. Це допомагає компаніям швидко спробувати і провалитися в невизначеності і приймати більш обґрунтовані рішення перед формальним масовим виробництвом.
У епоху, коли ефективність виробництва стала конкурентним порогом, швидкість дивіденду 3D-друку перейшла від прототипів до масового виробництва, від інновацій до прибутку. Він може не тільки заповнити вікно відповіді традиційних процесів, але й забезпечити буфер рішень у невизначеності. Питання полягає не в тому, чи можна використовувати 3D-друк, а в тому, коли його використання найбільш економічно ефективне. У наступній таблиці підсумована продуктивність різних методів виробництва з точки зору швидкості, гнучкості та витрат при різних виробничих цілях, що допоможе вам оцінити на один погляд:
3D-друк є не протилежністю традиційного виробництва, а потужним доповненням до нього. Від швидкого прототипування, гнучкого випробування виробництва до перевірки продукту, він дозволяє компаніям швидко і за низькими витратами проводити випробування та помилки, прискорюючи темп кожної ідеї до реалізації. Це саме ключовий момент, згаданий на початку статті: справжня перевага виробництва полягає не в тому, наскільки швидко працює машина, а в тому, чи можна використовувати "швидкість" на лезви інновацій в потрібний час.
Хочете дізнатися більше про те, яке рішення 3D-друку найкраще для вашого дизайну продукту або виробничої лінії? Зв'яжіться з нами для безкоштовної консультації.