Kif se tbiddel l-istampar 3D tal-metall is-sistema tradizzjonali tal-manifattura industrijali?

1. Bidla fil-loġika tal-manifattura: bidla fil-paradigma minn "tnaqqis" għal "żieda"
Il-mod tradizzjonali ta 'kif isiru l-affarijiet huwa bbażat fuq l-idea ta' "tneħħija tal-materjal." Pereżempju, il-magni CNC gradwalment jifforma l-billetta tal-metall kollu billi tħin u tħafferha. Ir-rata ta 'użu tal-materjal normalment hija inqas minn 60%. L-istampar 3D tal-metall juża teknoloġija tal-manifattura addittiva msejħa "Saff by Saff Stacking." Dan il-metodu jdub trab tal-metall b'raġġ tal-lejżer jew elettroni u jibdel il-mudell 3D dritt f'oġġetti solidi. Il-perċentwali ta 'materjali użati jista' jitla '' l fuq minn 90%.
Il-bini tal-magni tal-ajruplan huwa eżempju tajjeb ta 'din il-bidla fil-ħsieb. Iż-żennuna tal-fjuwil tal-magna LEAP mill-avjazzjoni GE hija magħmula minn 20 element li huma stampati 3D flimkien biex isiru waħda sħiħa. Dan inaqqas il-piż b'25% u jagħti spinta lill-ekonomija tal-fjuwil bi 15%. Iċ-ċiklu ta 'żvilupp tal-moffa, li kien jieħu sitt xhur, inqata' għal tliet ġimgħat, li jfisser li l-pass tal-iterazzjoni tal-prodott żdied bi tmien darbiet. Din il-karatteristika "Disinn bħala Produzzjoni" tikkontesta kompletament ir-regola l-qadima li "l-manifattura tiddetermina d-disinn." Jagħmilha wkoll possibbli li jinħolqu disinji ħfief bħall-ottimizzazzjoni tat-topoloġija u l-istruttura tal-kannizzata.
2. Ir-ristrutturar tal-katina tal-provvista: bidla flessibbli minn "produzzjoni ta 'skala" għal "mmexxija mid-domanda."
L-istampar 3D tal-metall qed jinbidel il-mod kif il-katini tal-provvista industrijali huma mibnija. Il-mudell "Inventarju tal-Produzzjoni tat-Tbassir" użat fil-manifattura tradizzjonali huwa lineari . 3 d Stampar, min-naħa l-oħra, għandu "fuq - kapaċitajiet tal-manifattura tad-domanda" peress li jista 'jipproduċi affarijiet f'diversi postijiet fl-istess ħin. Il-Grupp BMW bena l-ewwel maħżen diġitali stampat 3D fid-dinja għal partijiet tal-karozzi. Dan iħallik 20 bażi ta 'produzzjoni madwar id-dinja jagħmlu partijiet f'ħin reali billi jaqsmu fajls tad-disinn permezz tas-sħaba, li tnaqqas l-ispejjeż tal-inventarju b'95%.
Fiż-żona medika, dan it-tip ta 'bidla huwa aktar ta' tfixkil. Għal pazjenti tat-tumur fl-għadam, impjanti personalizzati tal-liga tat-titanju għandhom bżonn ċiklu ta 'personalizzazzjoni standard ta' 3 xhur. B'kuntrast, it-teknoloġija tal-istampar 3D tuża data ta 'skanjar CT biex tagħmel mudell 3D u tispiċċa l-proċess kollu, mid-disinn għal impjantazzjoni kirurġika, fi 72 siegħa. L-Isptar Beijing Jishuitan jgħid li l-impjanti stampati 3D jorbtu 40% aktar malajr mill-impjanti standard, u l-ħin li tieħu biex tirkupra wara l-operazzjoni huwa maqtugħ b'60%.
3. Pass kbir 'il quddiem fix-xjenza tal-materjali: il-prestazzjoni tiċċaqlaq minn "materjali ġenerali" għal "gradjenti funzjonali."
L-istampar 3D tal-metall mhux biss jibdel kif isiru l-affarijiet, iżda jbiddel ukoll il-mod kif taħdem ir-riċerka tal-materjali. Id-disinn tal-moffa jillimita t-tekniki tradizzjonali tal-ikkastjar, li jagħmilha diffiċli li tinkiseb distribuzzjoni tal-gradjent tal-kwalitajiet materjali. Billi timmaniġġja bir-reqqa l-kompożizzjoni tat-trab u l-input tal-enerġija, l-istampar 3D jista 'jagħmel materjali gradati funzjonalment (FGM). Pereżempju, fix-xfafar tat-turbini tal-magni tal-inġenji tal-ajru, li jibdlu l-proporzjon tal-kobalt u l-aluminju fin-nikil - Trab ibbażat fuq il-liga jagħmel l-għerq tax-xafra kapaċi jimmaniġġa t-temperaturi għoljin sa 1200 grad waqt li l-ponta tax-xafra tibqa 'b'saħħitha biżżejjed. It-tekniki tradizzjonali ma jistgħux jagħmlu dan il-materjal jaħdem kif jagħmel.
Din il-ħila biex tinnova l-materjali hija saħansitra aktar innovattiva fl-isfera tax-xjenza bijomedika. It-tim tal-Università ta 'Shanghai Jiao Tong ħoloq armar tal-għadam tal-liga tat-titanju 3D stampat 3D li jaqbel perfettament mal-modulu elastiku tal-għadam kortikali uman billi jbiddel il-porożità (60% -80%) u d-daqs tal-pori (200-500 μm). L-evidenza klinika tindika li l-effiċjenza tal-konduzzjoni tal-għadam ta 'dan il-stent hija tliet darbiet aktar minn dik ta' impjanti konvenzjonali, u l-okkorrenza ta 'problemi wara l-operazzjoni naqset għal inqas minn 5%.
4
L-industrijalizzazzjoni tal-istampar 3D tal-metall qed toħloq ekosistema kummerċjali ġdida. Dawk li jfasslu t-tagħmir m'għadhomx biss ibigħu ħardwer; Huma qed isiru wkoll sħaħ - fornituri ta 'soluzzjoni tal-katina ta' "Tagħmir + Materjali + Servizzi." Il-pjattaforma tas-sħab tal-istampar 3D tal-Metall 3D tal-Platinum tinkludi moduli għall-monitoraġġ tat-tagħmir, iż-żamma ta 'database ta' proċessi, u l-immaniġġjar ta 'ordnijiet. Il-klijenti jistgħu jużaw l-app biex jaraw kif l-istampar tagħhom sejjer f'ħin reali, u l-pjattaforma ttejjeb l-effiċjenza tal-ottimizzazzjoni tal-parametri tal-proċess b'70%.
Din id-dejta - bidla mmexxija fl-ambjent hija l-iktar ċara fl-industrija tal-moffa -. Startup f'Shenzhen ħoloq sistema ta 'moffa intelliġenti li tuża teknoloġija twin diġitali u forom stampati 3D b'sensers tat-temperatura u tal-pressjoni biex tnaqqas iċ-ċiklu tal-iffurmar tal-injezzjoni minn 120 sekonda għal 85 sekonda. Ir-rata ta 'prodotti kwalifikati żdiedet minn 92% għal 98.5%. Dan il-mudell stampat "intelliġenti" qed ibiddel ir-regoli għal kemm jiswa tagħmir industrijali.
5. Sfida u futur: Nimxu minn "avvanz teknoloġiku" għal "kollaborazzjoni industrijali"
L-istampar 3D tal-metall għandu ħafna potenzjal, iżda għad hemm tliet problemi kbar li jeħtieġ li jiġu solvuti qabel ma jistgħu jintużaw fuq skala kbira: l-ewwel, kemm taħdem sew il-printer. Il-veloċità tal-kostruzzjoni attwali tat-teknoloġija tal-Laser Selective Tilting (SLM) hija ta 'madwar 0.1-1kg / h, li mhix mgħaġġla biżżejjed għal negozji bħal karozzi li għandhom bżonn jagħmlu ħafna affarijiet malajr. It-tieni problema hija l-ispiża tal-materjali. Il-prezz tat-trab tal-liga tat-titanju huwa 8000 wan kull kilogramma, li huwa għaxar darbiet il-prezz tal-billetti regolari. It-tielet, ma hemmx biżżejjed standards. 15% biss ta 'oġġetti stampati 3D madwar id-dinja għandhom kriterji ta' ttestjar sħaħ.
Dawn il-problemi qed jimbuttaw it-teknoloġija biex jagħmlu avvanzi ġodda. Il-proċess tat-tidwib tar-raġġ tal-elettroni (EBSM) iħaffef il-kostruzzjoni sa 5 kg / h billi żżid id-densità tal-enerġija. L-Università Xi'an Jiaotong żviluppat it-teknoloġija "Sprej 3D Cold", li tuża s-solidu - deposizzjoni tal-partiċelli tal-istat biex tagħmel malajr prototipi ta 'partijiet tal-liga tal-aluminju. Dan inaqqas l-ispejjeż b'40% meta mqabbel mal-metodi tradizzjonali. Il-Grupp ta 'Ħidma Konġunt ISO / ASTM ippubblika 23 standard dinji għall-istampar 3D li jkopru l-proċess kollu, minn materjali għal proċessi għall-ittestjar.