Bạn đã gửi bản vẽ của mình tới năm nhà cung cấp khác nhau. Ba báo giá cực kỳ khác nhau, một người không bao giờ trả lời, và người cuối cùng yêu cầu bạn đợi sáu tuần chỉ để xem mẫu. Nếu bạn đã từng thử tìm kiếm dịch vụ in 3D titan cho một sản phẩm mới thì điều này nghe có vẻ quen thuộc. Titan là một trong những kim loại cứng nhất khi gia công, một trong những kim loại đắt tiền nhất để lãng phí và là một trong những vật liệu khó tha thứ nhất khi nhà cung cấp không biết họ đang làm gì.
Ngày càng có nhiều kỹ sư, nhà thiết kế sản phẩm và nhóm thu mua - đặc biệt là trong thế giới thiết bị y tế - đang quay lưng lại với gia công CNC truyền thống và chuyển sang sản xuất bồi đắp kim loại thay vào đó, ngày càng tìm nguồn cung ứng từ Trung Quốc.
Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ tìm hiểu lý do tại saoin 3D titanđang diễn ra, quy trình thực sự hoạt động như thế nào, một dự án thực sự trông như thế nào từ đầu đến cuối và cách chọn nhà sản xuất mà bạn thực sự có thể tin tưởng với lô phụ tùng tiếp theo của mình.
Tại sao nhiều người mua lại chọn in 3D bằng titan thay vì gia công truyền thống
Hợp kim titan bền, tương thích sinh học và nhẹ -, đó chính xác là lý do tại sao nó được sử dụng trong mọi thứ, từ giá đỡ máy bay đến cấy ghép cột sống. Vấn đề là nó cũng rất khó cắt. Một bộ phận titan phức tạp được gia công từ một khối rắn có thể lãng phí 80-90% nguyên liệu thô dưới dạng phế liệu và mỗi gram bị lãng phí đều tốn kém.
2,0 tỷ USD vào năm 2030
Dự kiến thị trường vật liệu in 3D titan toàn cầu, tăng trưởng gần 28%/năm (Lucintel)
Chăm sóc sức khỏe và hàng không vũ trụ được coi là hai động lực lớn nhất cho sự tăng trưởng đó, trong đó thiết bị in 3D chỉnh hình được coi là một trong những phân khúc-phát triển nhanh nhất trong toàn bộ ngành thiết bị y tế. Một số lý do liên tục xuất hiện với khách hàng của chúng tôi:
Đây là lời hứa cốt lõi của dịch vụ in 3D titan tốt: ít lãng phí hơn, tự do thiết kế hơn và đường dẫn từ tệp CAD đến bộ phận hoàn thiện nhanh hơn.
Điều gì khiến Trung Quốc trở thành trung tâm toàn cầu về sản xuất in 3D hợp kim titan
Trung Quốc đã dành thập kỷ qua để xây dựng một trong những chuỗi cung ứng sản xuất bồi đắp kim loại hoàn chỉnh nhất trên thế giới - từ nguyên tử hóa bột titan, đến máy in SLM cấp-công nghiệp, đến xử lý hậu kỳ và xử lý bề mặt-CNC, tất cả thường có sẵn trong cùng một cụm công nghiệp. Sự tích hợp theo chiều dọc đó là lý do chính khiến một nhà sản xuất máy in 3D hợp kim titan có trụ sở tại Trung Quốc thường có thể báo giá nhanh hơn và thấp hơn so với một nhà cung cấp phải gia công bột, in và hoàn thiện cho ba công ty riêng biệt ở ba quốc gia khác nhau.
Một số điều người mua thường xuyên đề cập khi làm việc với nhà máy in 3D titan Trung Quốc:
Tất nhiên, "có trụ sở tại Trung Quốc" không tự động có nghĩa là "đáng tin cậy" - chúng ta sẽ tìm hiểu cách thực sự kiểm tra một nhà máy ở phần dưới.
Công nghệ in 3D Titanium thực sự hoạt động như thế nào (bằng tiếng Anh đơn giản)
Hầu hết các bộ phận bằng titan đều được chế tạo bằng quy trình gọi là Nóng chảy Laser Chọn lọc (SLM), đôi khi còn được gọi là DMLS (Thiêu kết Laser Kim loại Trực tiếp). Hãy nghĩ về nó giống như tạo từng phần một một lớp cực kỳ mỏng - tia laser sẽ vạch hình dạng của lớp đó thành một lớp bột titan mịn, nấu chảy nó thành kim loại rắn, sau đó trải một lớp bột mới lên trên và quá trình lặp lại. Từng lớp một, một phần kim loại đặc, rắn chắc mọc ra từ lớp bột.
Sau khi in xong, các bộ phận thường trải qua:
Nếu bạn đã đọc về chủ đề này, có lẽ bạn đã biết đến thuật ngữ in 3D Ti6Al4V. Ti6Al4V (titan cấp 5) chiếm phần lớn các bộ phận titan được in ngày nay và vì lý do chính đáng, - nó mang lại tỷ lệ cường độ-trên-trọng lượng tuyệt vời, khả năng chống ăn mòn mạnh và quan trọng đối với các ứng dụng y tế là khả năng tương thích sinh học tốt. Đó là hợp kim tương tự được sử dụng trong phần lớn các thiết bị cấy ghép chỉnh hình và nha khoa trên toàn thế giới.
Nghiên cứu trường hợp thực tế: Dự án thiết bị y tế với Công ty TNHH Công nghệ Chính xác JR Thâm Quyến
Nghiên cứu điển hình
Công ty TNHH Công nghệ Chính xác JR Thâm Quyến, một nhà sản xuất có trụ sở tại Trung Quốc{2}}làm việc với titan và các hợp kim tiên tiến khác, đã được một công ty thiết bị y tế tiếp cận. Công ty này cần một bộ phận cấy ghép tùy chỉnh có cấu trúc mạng xốp được thiết kế để khuyến khích sự phát triển của xương sau phẫu thuật. Khách hàng đã thử tìm nguồn cung ứng bộ phận thông qua một nhà cung cấp gia công CNC truyền thống và gặp phải hai vấn đề: hình dạng lưới đơn giản là không thể gia công theo cách thông thường và chi phí trên mỗi đơn vị ở khối lượng thấp khiến dự án không thể thực hiện được về mặt tài chính.
Cách tiếp cận của nhóm:
- Đã xem xét các tệp thiết kế của khách hàng và gắn cờ một số chỉnh sửa hình học để cải thiện khả năng in mà không ảnh hưởng đến chức năng mạng
- Sản xuất lô nhỏ đầu tiên sử dụng công nghệ in SLM với bột Ti6Al4V để xác nhận độ khít, độ xốp và hiệu suất cơ học trước khi thực hiện đợt chạy lớn hơn
- Áp dụng quá trình xử lý sau{0}}, bao gồm xử lý nhiệt và gia công chính xác trên các bề mặt tiếp xúc yêu cầu dung sai chặt chẽ hơn
- Tiến hành kiểm tra kích thước và thử nghiệm vật liệu để xác nhận các bộ phận đáp ứng thông số kỹ thuật của khách hàng trước khi giao hàng
Kết quả là một bộ phận thực tế không thể được sản xuất thông qua gia công thông thường, được phân phối dưới dạng lô nguyên mẫu hoạt động trong một khoảng thời gian ngắn mà phương pháp tiếp cận dựa trên công cụ-truyền thống sẽ yêu cầu - có khả năng linh hoạt để điều chỉnh thiết kế giữa các lần lặp mà không cần chạm vào khuôn hoặc vật cố định đắt tiền.
Nơi in 3D Titanium mang lại giá trị cao nhất
In 3D bằng titan không phải là công cụ phù hợp cho mọi công việc nhưng nó có xu hướng phát huy tác dụng trong một số tình huống cụ thể:
Cấy ghép y tế & nha khoa
Lồng cột sống, cấy ghép hông và đầu gối, đĩa sọ và khung nha khoa tùy chỉnh được hưởng lợi từ các cấu trúc xốp, thân thiện với xương.
Linh kiện hàng không vũ trụ
Giá đỡ, ống dẫn và các bộ phận kết cấu nơi mỗi gam trọng lượng đều được tiết kiệm.
Xe thể thao & ô tô
Các bộ phận xả, bộ phận treo và các bộ phận hiệu suất khác trong đó tỷ lệ cường độ-trên-trọng lượng là ưu tiên hàng đầu.
Dụng cụ & Đồ gá lắp
Các thiết bị cố định nhẹ,{0}}phù hợp tùy chỉnh cho dây chuyền sản xuất.
Sản xuất số lượng lớn-tùy chỉnh & thấp
Các tình huống mà việc chế tạo khuôn hoặc công cụ đơn giản là không có ý nghĩa về mặt tài chính.
Cách chọn nhà sản xuất hoặc nhà máy in 3D Titanium đáng tin cậy
Đây là phần mà hầu hết người mua đều bỏ qua và thường là nơi xảy ra sự cố. Trước khi cam kết với một nhà cung cấp, bạn nên kiểm tra một số hộp:
Chi phí in 3D Titan là bao nhiêu?
Đây là một trong những câu hỏi phổ biến nhất mà chúng tôi nhận được và câu trả lời trung thực là: còn tùy. Nhưng đây là những gì thực sự di chuyển con số:
Ở điểm khởi đầu sơ bộ, các nguyên mẫu titan nhỏ thường có giá từ vài trăm đô la mỗi bộ phận, giảm đáng kể khi số lượng tăng - nhưng cách duy nhất để có được con số thực là gửi thiết kế của bạn đến để báo giá.
Câu hỏi thường gặp
Có - titan, đặc biệt là hợp kim Ti6Al4V, là một trong những kim loại được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất bồi đắp vì nó kết hợp tỷ lệ cường độ-trên-trọng lượng cao với khả năng chống ăn mòn và khả năng tương thích sinh học tuyệt vời, khiến nó trở nên phù hợp tự nhiên cho cả ứng dụng y tế và hàng không vũ trụ.
Các bộ phận titan in 3D mạnh mẽ như thế nào so với các bộ phận gia công?Khi được in và-xử lý sau chính xác (bao gồm cả quá trình xử lý nhiệt-giảm căng thẳng), các bộ phận titan in SLM-có thể đạt được các đặc tính cơ học tương đương với titan rèn, mặc dù hiệu suất chính xác phụ thuộc vào thông số in, hướng và chất lượng-xử lý sau.
Số lượng đặt hàng tối thiểu cho bán buôn in 3D titan là bao nhiêu?Điều này thay đổi tùy theo nhà cung cấp, nhưng nhiều nhà máy sẽ bắt đầu với một nguyên mẫu duy nhất hoặc một lô thử nghiệm nhỏ trước khi mở rộng quy mô sang khối lượng bán buôn lớn hơn, do đó bạn có thể xác thực thiết kế trước khi cam kết số lượng sản xuất.
Mất bao lâu để có được nguyên mẫu in 3D bằng titan từ Trung Quốc?Tùy thuộc vào độ phức tạp của bộ phận và các yêu cầu-xử lý hậu kỳ, nguyên mẫu thường có thể sẵn sàng trong vòng một đến ba tuần, thường nhanh hơn nhiều so với việc chờ đợi công cụ cho quy trình sản xuất truyền thống.
Các nhà máy in 3D titan của Trung Quốc có thể đáp ứng các yêu cầu chứng nhận y tế hoặc hàng không vũ trụ không?Nhiều nhà máy lâu đời hoạt động theo tiêu chuẩn ISO 13485 (y tế) hoặc AS9100 (hàng không vũ trụ) và có thể cung cấp chứng chỉ vật liệu cũng như báo cáo kiểm tra - nhưng điều này thay đổi tùy theo nhà cung cấp, vì vậy, bạn nên xác nhận trực tiếp các chứng nhận trước khi đặt hàng.
Sẵn sàng để nhận báo giá?
Nếu bạn đang cân nhắc các lựa chọn cho dự án titan tiếp theo của mình - cho dù đó là một nguyên mẫu thiết bị y tế hay một dây chuyền sản xuất gồm hàng trăm bộ phận - thì bước tiếp theo dễ dàng nhất rất đơn giản: gửi bản vẽ của bạn. Một nhà sản xuất tốt sẽ cho bạn biết một cách trung thực liệu in 3D có phù hợp với sản phẩm của bạn hay không, đánh dấu bất kỳ chỉnh sửa thiết kế nào giúp sản xuất dễ dàng hơn và cung cấp cho bạn báo giá thực tế - không có áp lực, không có nghĩa vụ phải tiếp tục nếu nó không phù hợp.