Как быстра может быть 3D-печать? В каких сценариях это действительно может принести двойные преимущества скорости и стоимости? В этой статье будут сравнены основные технологии 3D-печати (такие как FDM, SLA, SLS, MJF) с традиционными процессами (такими как ЧПУ, литье под впрыском, литье), в сочетании с типичными производственными сценариями, чтобы демонтировать техническое ядро и коммерческое значение "скорости 3D-печати" для вас.
Я считаю, что после прочтения этой статьи у вас будет более четкий ответ на вопрос «когда использовать 3D-печать и почему она так быстра и смысленна».
Быстрая 3D-печать против традиционного ремесла: что быстрее?
Прежде чем сравнить конкретные технологии, давайте проясним один основной вопрос: FDM (моделирование плавленного отложения), SLA (стереолитография), MJF (многоструйное слияние), все эти названия являются разными принципами формования 3D-печати. Каждый из них имеет свои уникальные методы печати, адаптируемость материала и производительность скорости, поэтому у них есть свои преимущества в эффективности. В резком контрасте к ним традиционные производственные процессы, такие как ЧПУ, литье под впрыском и литье, также имеют совершенно разные структуры производственных мощностей и ритмы реакции. Давайте разберем их один за одним, чтобы посмотреть, сможет ли технология 3D-печати догнать их с точки зрения скорости.
FDM против CNC
Когда нужно срочно сделать небольшой образец инструмента (например, wПреимущество этой технологии заключается не только в его скорости, но и в его гибкости. В частности, после регулирования диаметра сопла (например, выше 0,6 мм), скорость сопла может достигать 150 мм/с, а среднесложная часть высотой 100 мм может быть напечатана в течение 1 часа. FDM имеет очевидные преимущества в скорости печати, что может значительно улучшить эффективность литья и подходит для быстрого прототипирования и тестирования прототипов средней сложности. проектирование завершается в 15:00, а проверка установки требуется вечером), технология FDM (моделирование плавленного отложения) будет лучшим решением.
Но если его менять на ЧПУ, то время поставки часто измеряется в дни из-за подготовки процессных документов, отладки инструментальных креплений и процесса резки.
SLA/DLP против литья под впрыском
SLA (стереолитография) известна своей высокой точностью, толщиной слоя 0,025-0,1 мм, точностью до ±25 мкм и скоростью формования около 10-30 мм/ч. Преимуществом скорости печати SLA является не ее высокая скорость, а ее способность стабильно выходить при сохранении качества поверхности, что подходит для сцен с высокими требованиями к последовательности процесса.
DLP (цифровая световая обработка) более эффективна в печати. Он увеличивает скорость печати до 50-100 мм в час, одновременно экспонируя весь слой изображения, что особенно эффективно при производстве небольших и больших деталей. Преимущество скорости печати DLP заключается в том, что она может быстро реагировать на требования к партиям. Он сохраняет определенную степень точности, одновременно минимизируя время формования единицы.
Напротив, несмотря на то, что литье под впрыском очень быстро в скорости лития одного куска, его общий цикл поставки часто продлевается предварительным процессом "разработки формы", который обычно занимает несколько дней или даже недель и сопровождается высокими затратами. Если конструкция продукта часто корректируется, затраты на испытания и ошибки повторных изменений формы также будут очень высокими.
SLM против литья металла
Самая большая особенность SLM заключается в том, что она может печатать сложные структуры в один раз - например, детали с проходящими отверстиями, пряжками и сетками, без какой-либо поддержки. Поскольку SLM не требует процессов открытия формы и сборной изготовления, он может значительно ускорить общую скорость поставки на ранних стадиях разработки продукта.
В отличие от этого, хотя литье металла имеет преимущества по стоимости в массовом производстве, процесс подготовки длителен - конструкция формы, охлаждение литья и расщепление часто занимают несколько дней или даже неделю. Если вы сталкиваетесь с бизнес-сценарием, который требует быстрой итерации, технология литья металла в основном нерешима.
Как быстро победит 3D-печать в трех основных сценариях со скоростью
Помимо различий в самой технологии, преимущества скорости 3D-печати также варьируются в разных практических сценариях. От испытаний в области научных исследований и разработок до массового производства мы смотрим на его фактическую производительность на уровне приложения.
Быстрое прототипирование
На ранних стадиях разработки аппаратного продукта, может ли образец быть произведен в течение дня, часто определяет эффективность итерации проекта. По сравнению с традиционным производством, которое требует планирования производства, изготовления форм и отладки, 3D-печать может обеспечить дизайн и доставку в тот же день. Печать FDM подходит для конструктивной проверки и предварительного испытания, в то время как SLA может достичь высококачественных внешних моделей с разрешением ±25 мкм. Никакой формы не требуется, и образцы могут производиться напрямую, что является самым большим преимуществом скорости 3D-печати на стадии прототипа.
Технология 3D-печати понимает, что проверка прототипа - это не одноразовая поставка, а цикл быстрого испытания и мгновенной коррекции ошибок для содействия непрерывной эволюции продукта. Быстрое и недорогое проведение испытаний и ошибок является ключевой силой, которую технология 3D-печати придает ритму разработки продукта.
Небольшое партийное заказное производство
Когда продукты стремятся к персонализации и частым итерациям, процессы разработки и сборки форм традиционного производства часто не могут идти в ногу с темпами. Технологии 3D-печати, такие как MJF и SLM, не требуют открытия формы и могут напрямую печатать готовые детали. Возьмя в качестве примера MJF, промышленная модель имеет часовую мощность более 3000 см ВВВВ3; , который подходит для типичных сценариев, таких как ортопедические кронштейны и индивидуальные оболочки.
Ключом к настройке небольших партий является не стоимость единицы, а скорость ответа на поставку и свобода проектирования. 3D-печать обеспечивает новое поколение гибкого производственного пути.
Масштабное стандартизированное производство
Хотя литье под впрыском и ЧПУ все еще доминируют в массовом производстве, 3D-печать становится ускорителем для ранней проверки. На этапах испытательных продаж новой продукции и региональных испытаний 3D-печать может доставить сотни образцов в течение нескольких дней, захватить рыночное время и снизить риск повторных модификаций формы.
В массовом производстве 3D-печать является не заменой, а ускорителем. Это помогает компаниям быстро попытаться и потерпеть неудачу в условиях неопределенности и принимать более обоснованные решения перед формальным массовым производством.
В эпоху, когда эффективность производства стала конкурентным порогом, скоростный дивиденд 3D-печати перешел от прототипов к массовому производству, от инноваций к прибыли. Он может не только заполнить окно ответа традиционных процессов, но и обеспечить буфер решения в условиях неопределенности. Вопрос не в том, можно ли использовать 3D-печать, а в том, когда ее наиболее экономически эффективно использовать. В следующей таблице приводится сводная информация о производительности различных методов производства с точки зрения скорости, гибкости и стоимости при различных производственных целях, помогая вам судить на один взгляд:
3D-печать не противоположна традиционному производству, а является мощным дополнением к нему. От быстрого прототипирования, гибкого испытательного производства до проверки продукта она позволяет компаниям быстро и недорого проводить испытания и ошибки, ускоряя темпы реализации каждой идеи. Это именно ключевой момент, упомянутый в начале статьи: реальное производственное преимущество заключается не в том, насколько быстро работает машина, а в том, сможете ли вы использовать «скорость» на лезви инноваций в нужное время.
Хотите узнать больше о том, какое решение для 3D-печати лучше всего подходит для дизайна вашей продукции или производственной линии? Свяжитесь с нами для бесплатной консультации.