In 3D kim loại có thể giảm chi phí sản xuất thử khuôn không?

1. Chi phí nguyên liệu: từ “cắt giảm lãng phí nguyên liệu” đến “tận dụng nguyên liệu tốt hơn”.
Sản xuất thử khuôn truyền thống sử dụng phương pháp xử lý trừ, có nghĩa là sử dụng ít hơn 50% vật liệu. Điều này đặc biệt đúng đối với các khuôn có cấu trúc phức tạp, như khuôn có kênh dẫn nước làm mát phù hợp, cần phải cắt các kênh dòng chảy bên trong thông qua quá trình khoan, phay và các quy trình khác. Điều này có nghĩa là rất nhiều vật liệu bị lãng phí. Ví dụ, để làm khuôn chèn khuôn cho một bàn chải đánh răng điện nào đó, bạn cần 2,1 kg thép không gỉ, nhưng cuối cùng bạn chỉ nhận được 1 kg khuôn hữu ích, điều đó có nghĩa là 52% nguyên liệu bị lãng phí.

In 3D kim loại sử dụng công nghệ sản xuất bồi đắp, có nghĩa là vật liệu được thêm vào khi cần thiết và có rất ít chất thải. Ví dụ: tỷ lệ sử dụng vật liệu của bột thép không gỉ dẫn nhiệt cao Yishu ESU-EM201 có thể lên tới hơn 95%. Sau khi in 3D cùng một khuôn chèn, chỉ cần 1,05 kg vật liệu để hoàn thành công việc, giúp giảm chi phí vật liệu xuống một nửa. Ngoài ra, bột còn sót lại có thể được tái sử dụng, điều này sẽ làm giảm chi phí nguyên vật liệu theo thời gian hơn nữa.

2. Chi phí xử lý chuyển từ "cộng tác nhiều{1}}quy trình" sang "tích hợp thiết bị đơn lẻ".
Sản xuất thử khuôn truyền thống cần rất nhiều bước, bao gồm cắt, EDM, cắt dây và đánh bóng. Nó cũng cần rất nhiều công cụ, như máy phay CNC, trung tâm gia công và máy EDM. Điều này có nghĩa là chi phí thiết bị và nhân công là đáng kể. Ví dụ: làm khuôn cho một bộ phận ô tô nhất định bằng phương pháp truyền thống cần 5 bộ thiết bị, 3 công nhân và 72 giờ làm việc và tiêu tốn 12000 nhân dân tệ.

Với in 3D kim loại, tất cả các bước sản xuất có thể được thực hiện chỉ bằng một thiết bị, do đó không cần nhiều quy trình làm việc cùng nhau. Ví dụ: Máy in 3D kim loại laser kép EP{2}}M250 Pro có thể trải bột thành một lớp trong vòng chưa đầy 8 giây. Tốc độ in cao nhất của nó có thể gấp 2,5 lần so với quy trình in laser đơn lớp có độ dày 50 μm và mật độ tương đối của các bộ phận là trên 99,99%. Sau khi in 3D cùng một khuôn cho một bộ phận ô tô, chỉ cần một máy, một người vận hành và thời gian in là 24 giờ. Điều này giúp cắt giảm chi phí xử lý tới 67% xuống còn 4000 nhân dân tệ.

3. Chi phí chu kỳ: từ “tháng lặp lại” đến “ngày xác thực”
Chu kỳ sản xuất thử khuôn truyền thống kéo dài, đặc biệt đối với các khuôn có cấu trúc phức tạp cần được kiểm tra và sửa chữa nhiều lần. Việc này có thể mất vài tháng. Ví dụ, phải mất 6 tháng để đi từ thiết kế đến sản xuất thử nghiệm một khuôn cánh động cơ hàng không nhất định. Trong thời gian đó, cần phải sửa chữa 5 lần, mỗi chu kỳ sửa chữa kéo dài 2 tuần, khiến chi phí cho một chu kỳ khá cao.

In 3D kim loại giúp dễ dàng thay đổi thiết kế và tạo khuôn mới chỉ trong vài giờ, giúp tiết kiệm rất nhiều chi phí so với việc “lật ngược và làm lại từ đầu”. Lấy khuôn vỏ sản phẩm điện tử nhất định làm ví dụ, nhóm thiết kế đã hoàn thành năm lần lặp lại trong ba ngày bằng in 3D. Mỗi lần lặp chỉ tốn 200 nhân dân tệ, trong khi cách cũ mất hai tuần và tốn 5000 nhân dân tệ mỗi lần lặp. Ngoài ra, in 3D cho phép "sản xuất theo{8}}theo yêu cầu", nghĩa là các đơn đặt hàng lô nhỏ từ 1 đến 1000 chiếc không cần khuôn, điều này thậm chí còn đẩy nhanh quá trình sản xuất thử nghiệm hơn nữa.

4. Chi phí chất lượng: Từ "Làm mát không đồng đều cục bộ" đến "Tối ưu hóa nhiệt độ toàn cầu"
Thiết kế của hệ thống làm mát khuôn điển hình còn hạn chế, điều này gây khó khăn cho việc làm mát đồng đều các khuôn có cấu trúc phức tạp. Điều này có thể dẫn đến các vấn đề như biến dạng và cong vênh sản phẩm, với tỷ lệ hư hỏng lên tới 15%. Đối với một khuôn ép nhất định, thiết kế truyền thống của mạch nước làm mát gây ra chênh lệch nhiệt độ trong sản phẩm là 10 độ, tỷ lệ lỗi 12% và chi phí chất lượng là 8% tổng chi phí sản xuất.

In 3D kim loại có thể tạo ra mạch nước làm mát phù hợp giúp truyền nhiệt đều hơn. Thiết kế dạng đường xoắn ốc của các tấm lót khuôn được in bởi Yisu ESU{2}}EM201 giúp giảm thời gian để sản phẩm đạt đến nhiệt độ cao nhất từ ​​​​19,5 giây xuống còn 13,02 giây. Nó cũng giảm chênh lệch nhiệt độ tổng thể từ 10 độ xuống còn 3 độ, rút ​​ngắn chu kỳ làm mát 33%, giảm tỷ lệ lỗi xuống 2% và giảm tỷ lệ chi phí chất lượng xuống 1,5%. Về lâu dài, việc thiết kế các kênh nước làm mát phù hợp có thể làm cho khuôn tồn tại lâu hơn, giảm hiện tượng mệt mỏi do nhiệt và thậm chí còn giảm chi phí chất lượng hơn nữa.

5. Tối ưu hóa thiết kế: chuyển từ “thỏa hiệp về cấu trúc” sang “tích hợp chức năng”
Thiết kế khuôn truyền thống bị hạn chế bởi kỹ thuật và khó tạo ra các cấu trúc phức tạp, vì vậy các nhà thiết kế phải thỏa hiệp để giảm giá. Ví dụ, để làm cho việc thiết kế mạch nước làm mát dễ dàng hơn, các phương pháp tiêu chuẩn đòi hỏi phải loại bỏ độ bền của khuôn, điều này làm giảm 30% tuổi thọ của khuôn.

In 3D kim loại mang đến cho bạn rất nhiều tính linh hoạt khi thiết kế. Nó có thể tạo ra các hình dạng phức tạp như kênh làm mát linh hoạt và các gân gia cố bên trong mà không làm giảm chất lượng. Lấy khuôn phần tạo hình nóng của Audi làm ví dụ, công nghệ in 3D đã cải thiện cấu trúc liên kết thiết kế bên trong của khuôn cho các kênh làm mát, giúp tăng hiệu suất làm mát lên 25% và kéo dài tuổi thọ khuôn thêm 40%. 3Công nghệ in D cũng giúp tạo ra những thứ nhẹ dễ dàng hơn, giúp giảm trọng lượng của khuôn bằng cách loại bỏ các vật liệu thừa. Điều này cũng làm giảm giá vật liệu và vận chuyển.