Os clientes da indústria de moldes estão dispostos a aceitar moldes impressos em 3D?

一, Cenário de aplicação: passando de "tentar coisas novas" para "necessidades essenciais"
1. Molde de injeção: o melhor uso de resfriamento conformal
Mais de 95% da tecnologia de impressão 3D é usada em moldagem por injeção, tornando-a o campo com a maior taxa de penetração. O canal de resfriamento linear em moldes mais antigos pode facilmente fazer com que as peças moldadas por injeção esfriem de maneira desigual, o que pode levar a problemas como empenamento e encolhimento. Com o "resfriamento após formato", os canais de resfriamento se ajustam ao formato do produto, criando uma rede para distribuir uniformemente o calor. Por exemplo, um determinado molde para interior de automóvel reduziu o tempo de resfriamento de 21,73 segundos para 17 segundos ao imprimir em 3D um canal conformado. Também reduziu o ciclo de moldagem por injeção em 40% e o custo de uma peça em 110.000 yuans. As empresas de moldagem por injeção foram as primeiras a utilizar moldes de impressão 3D, uma vez que melhoraram diretamente a eficiência da produção.

2. Moldes para fundição sob pressão: avanços tecnológicos em configurações de alta-pressão
Os moldes de fundição sob pressão-de alta-pressão precisam ser capazes de suportar altas temperaturas, altas pressões e choques térmicos repetidos. Os métodos tradicionais precisam de sistemas de resfriamento complicados e lubrificação periódica por spray. 3A tecnologia de impressão D melhora o design dos canais de resfriamento, reduz a necessidade de pulverização e faz com que os moldes durem mais. Por exemplo, quando insertos de impressão 3D foram usados ​​em um determinado molde de fundição-de liga de alumínio, a frequência de pulverização caiu 30% e a vida útil do molde aumentou de 20.000 para 50.000 vezes. O negócio de-fundição sob pressão tem padrões rigorosos sobre como os materiais devem funcionar, mas os ganhos de eficiência decorrentes do resfriamento conformal estão lentamente convencendo os clientes a aceitarem alternativas de impressão 3D.

3. Peças estruturais complexas: indo além dos limites do processamento típico
A impressão 3D tem certos benefícios distintos para peças de molde que são difíceis de trabalhar usando métodos tradicionais, como reforço profundo, paredes finas e estruturas irregulares. Por exemplo, um determinado molde de cartucho de cigarro eletrônico tem um formato complicado que precisa ser fixado diversas vezes e tem uma alta taxa de desperdício quando feito à moda antiga. Mas depois da moldagem direta por impressão 3D, a taxa de rendimento subiu para 98% e o tempo necessário para fazer algo caiu 50%. 3A impressão D também pode fazer "fabricação híbrida", o que significa enxertar e imprimir estruturas complicadas em bases usinadas para economizar ainda mais dinheiro.

2, Vantagem de Custo: Passando de "Custo Alto" para "Valor de Ciclo Completo"
1. Comparando os custos de itens únicos: Economia em Situações de Pequenos Lotes
O custo de fabricação de um único molde de impressão 3D de metal ainda é de 7 a 12 vezes maior do que o dos métodos tradicionais, no entanto, essa lacuna está diminuindo rapidamente para pequenos lotes e produção personalizada. Por exemplo, um cliente precisa de 5 conjuntos de moldes, mas depois de usar a impressão 3D para melhorar o design, apenas 2 conjuntos são necessários para atender às necessidades de capacidade de produção. Isso economiza 3 conjuntos de preços de moldes que cobrem o custo da impressão 3D. Além disso, a impressão 3D reduz os custos de abertura de moldes e reduz os custos gerais de produtos que produzem menos de 5.000 peças por ano.

2. Custo de todo o ciclo de vida: os benefícios de tornar algo mais eficiente nem sempre são óbvios.
Os benefícios dos moldes de impressão 3D vão além da redução dos custos de fabricação; eles também tornam toda a vida útil mais eficiente. Por exemplo, ao imprimir em 3D canais de água conformados para um determinado molde de peça de carro, o ciclo de moldagem por injeção foi reduzido em 25%, o uso do equipamento aumentou 15% e as despesas com eletricidade caíram mais de 200.000 yuans por ano. Ao mesmo tempo, uma melhor consistência de resfriamento reduziu a taxa de refugo de 5% para 1%, o que economiza 30 toneladas de material por ano. O molde em si pode não custar muito mais do que esses benefícios ocultos.

3. Localização do material: um fator importante na redução de custos
Os primeiros moldes de impressão 3D usavam pós de outros países, que representavam até 60% do custo dos materiais. Os preços dos materiais caíram 40% desde que o 18Ni300, o CX e outros pós de aço para moldes domésticos se tornaram mais maduros. Seu desempenho está hoje próximo ao dos pós importados. Por exemplo, uma inserção de molde impressa-em pó feita nos EUA corresponde ao padrão de aço H13 em termos de resistência à corrosão, dureza e outros fatores, mas custa apenas 60% disso. A localização de materiais está migrando os moldes de impressão 3D da personalização-de alta qualidade para o mercado convencional.

3, Desafio Técnico: Passando de “Disponível” para “Fácil de Usar”
1. Precisão e qualidade de superfície: a necessidade de pós-processamento
O molde de impressão 3D deve ser pós{1}}processado para atender aos padrões do molde, que incluem uma precisão inicial de ± 0,2 mm e uma rugosidade superficial de Ra8-12. Isso pode ser feito com jato de areia e polimento. Por exemplo, um molde específico de moldagem por injeção de alto brilho deve atender ao padrão de polimento A1, que requer cinco procedimentos tradicionais. Por outro lado, um objeto impresso em 3D pode atingir o padrão com apenas dois processos usando um pacote especial de parâmetros de processo. O pós-processamento custa mais, embora tecnologias como o jateamento automatizado e a usinagem CNC de precisão estejam lentamente tornando esse procedimento mais rápido e barato.

2. Propriedades dos materiais: o que acontece quando as coisas ficam muito quentes
Alguns materiais utilizados na impressão 3D não funcionam tão bem em altas temperaturas. Por exemplo, moldes feitos de resina fotossensível tendem a mudar de forma quando a temperatura sobe acima de 260 graus e duram menos de 100 vezes. Alguns materiais, como o antigo aço H13, ainda quebram mesmo que os moldes de metal para impressão 3D possam suportar altas temperaturas. Mas com o surgimento de materiais de alto-desempenho, como aço envelhecido martensítico e ligas à base de-níquel, os moldes-impressos em 3D agora podem atender à maioria das necessidades de moldagem por injeção e fundição-sob pressão. Por exemplo, um molde para a pá de um motor de avião emprega uma liga à base de níquel-impressa em 3D-que funciona bem a 1.200 graus .

3. Padrões da indústria: de moldes de impressão 3D "orientados pela experiência" a "conduzidos por normas", não possuem diretrizes padrão para design, parâmetros de processo, técnicas de teste, etc. Por exemplo, um cliente não conseguiu imprimir porque o ângulo de suspensão estava errado, enquanto outro cliente descartou o molde porque não havia espaço suficiente para uma usinagem precisa. A indústria está pressionando pela padronização da construção para resolver esse problema. Por exemplo, Kaiben 3D foi responsável pelo desenvolvimento de documentos como a "Especificação de projeto de hidrovia de acordo com a forma 3D" e a "Especificação do processo de impressão de molde de aço", que transformam o conhecimento industrial em soluções que podem ser usadas continuamente.