Quais são as vantagens da impressão 3D de metal em luminárias de montagem personalizadas?

1. Contornar limites geométricos: ser capaz de projetar estruturas complicadas sem limites
O caminho de usinagem das técnicas subtrativas limita o projeto tradicional de acessórios, dificultando a criação de recursos complicados, como canais de fluxo interno, redes biomiméticas e estruturas-de paredes finas. Por exemplo, uma certa empresa que fabrica componentes automotivos tentou fazer um acessório para polimento de precisão que precisava que sua superfície irregular tocasse totalmente a superfície da armação dos óculos. Mas com a usinagem CNC padrão, as ferramentas não conseguem chegar a todos os locais necessários, o que leva a um erro de usinagem de mais de 0,3 mm na superfície do acessório. Isso piora a qualidade do polimento.Impressão 3D metálicapode criar rapidamente formas complicadas que os métodos tradicionais não conseguiam, derretendo o pó metálico camada por camada.
Por exemplo, a tecnologia SLM (Selective Laser Melting) pode empilhar camadas com espessura de 0,05 mm, o que torna possível projetar estruturas de otimização de topologia, como canais de fluxo em espiral internos e matrizes microporosas. Uma certa empresa que fabrica eletrônicos usa impressão 3D para fabricar ventosas a vácuo ideais para ela. O design do canal de fluxo em labirinto interno faz com que o gás se espalhe uniformemente e aumenta a força de adsorção em 40%. Ao mesmo tempo, a espessura da ventosa é reduzida dos habituais 15 mm para 8 mm, o que torna o braço robótico muito menos pesado. Esta liberdade de design não só faz com que o aparelho funcione melhor, mas também abre o potencial de torná-lo mais leve.
2. Encurtar o ciclo de entrega: passar rapidamente do design ao produto acabado
Criar acessórios à moda-antiga exige cinco etapas: "projeto, programação, processamento, depuração de montagem". Este procedimento leva algumas semanas. Quando um fabricante de máquinas de embalagem precisa trocar itens em sua linha de produção, o método antigo leva 14 dias para fazer novos acessórios, o que significa que a troca de produtos não é muito eficiente. Com a opção de “impressão com um clique”, a impressão 3D de metal transforma arquivos de design em peças sólidas imediatamente, sem quaisquer procedimentos extras, como programação ou preparação de ferramentas.
Em certa ocasião, uma certa empresa que fabrica óculos usou a Platinum BLT-S1500 para imprimir acessórios de polimento. Demorou apenas três dias desde a importação dos modelos CAD até a entrega dos itens finais. Isso foi 78% mais rápido que os métodos usuais. Mais importante ainda, a impressão 3D permite otimizar rapidamente a “iteração de teste de impressão de design” em um ciclo fechado. Ao fabricar acessórios de liga de titânio, um certo fabricante de peças de aviação empregou o software Fusion 360 para melhorar a topologia. Em apenas três dias, eles passaram por três rodadas de alterações de design, que reduziram o peso dos equipamentos em 35% e ainda os tornaram seguros para uso em condições de vibração 10G.
3. Melhor utilização dos materiais: passar da «redução do desperdício de materiais» à «quase formação de rede»
Ao fazer acessórios complicados, muitos materiais metálicos caros são eliminados como resíduos, de modo que a taxa de utilização de materiais típicos de usinagem CNC é geralmente inferior a 45%. Por exemplo, o preço de mercado da liga à base de níquel IN718-chega a 800 yuans por quilograma, e o custo do material sozinho para fazer um acessório de 10 quilogramas usando métodos tradicionais é de mais de 40.000 yuans. E a tecnologia de "formação próxima de rede" é usada na impressão 3D de metal, o que significa que mais de 85% do material é usado.
Para a restauração de uma nova linha de produção de módulos de bateria para veículos de energia, eles usaram placas de resfriamento de liga de alumínio que foram feitas sob encomenda utilizando tecnologia de impressão 3D. Ao melhorar o projeto da estrutura de suporte, a quantidade de material utilizado passou de 12 kg nos métodos tradicionais para 3,2 kg, e o custo de peças individuais de material caiu 73%. Mais importante ainda, a impressão 3D permite a fabricação integrada de diferentes materiais. Por exemplo, é possível imprimir diretamente módulos de dissipação de calor de liga de cobre em substratos de fixação de aço. Isso torna a estrutura mais forte e melhor no gerenciamento do calor. É difícil fazer este material composto com métodos típicos.
4. Adaptabilidade do processo: de "função única" a "integração de múltiplas cenas"
Os acessórios de montagem precisam ser capazes de funcionar em diversas situações de processamento. A impressão 3D de metal pode criar soluções de fixação personalizadas que funcionam em ambientes específicos, combinando diferentes materiais e processos de diferentes maneiras.
Adaptação a altas temperaturas: o acessório da pá do motor feito de liga à base de níquel IN718-pode manter seu formato em altas temperaturas de 650 graus, que é o critério de teste para componentes quentes de motores de aeronaves.
Cenário-resistente à corrosão: acessórios de equipamentos químicos feitos com aço inoxidável 316L têm resistência três vezes melhor à corrosão por cloreto graças a uma estrutura de grãos melhorada. Sua vida útil é agora 2,5 vezes maior que a dos métodos típicos.
Requisitos para posicionamento preciso: Uma empresa que fabrica equipamentos semicondutores começou a usar a tecnologia de impressão 3D micro laser para fabricar acessórios de transferência de wafer com precisão de ± 2 μm. A rugosidade da superfície, Ra, é menor ou igual a 0,8 μm, o que é bom o suficiente para uso em oficinas ultra-limpas.
Além disso, os acessórios para impressão 3D também podem ter funcionalidades de sensor. Um fabricante de robôs adicionou slots de instalação de extensômetros impressos-em 3D ao acessório e ficou de olho em como a força de fixação mudava em tempo real. Isso aumentou o rendimento da montagem de 92% para 99,5%.
5. Prática industrial: o salto do laboratório para a produção em grande-escala
O acessório de impressão 3D de metal passou do estágio de verificação de ideia para ser usado em grande escala. O Safran Group produziu um acessório de resfriador de óleo-impresso em 3D para motores LEAP no setor aeroespacial. Este design imita a natureza e melhora a superfície de troca de calor em 40%, ao mesmo tempo que reduz o peso em 30%. Também conseguiu fabricar 2.000 peças por ano em grande escala usando a tecnologia EBM. A Apple usou tecnologia de impressão 3D para fabricar dispositivos exclusivos de inspeção de molduras de telefones em liga de titânio no mercado de eletrônicos de consumo. Isso reduziu o ciclo de inspeção de 8 horas por lote para 2 horas por lote, o que ajuda a mudar rapidamente os produtos da série iPhone.
A combinação da impressão 3D de metal e da tecnologia digital twin está tornando a fabricação de acessórios mais inteligente, o que é ainda mais interessante. Ao colocar chips RFID em acessórios impressos em 3D, um fabricante alemão de acessórios conseguiu coletar e analisar dados em tempo real. Quando usado com algoritmos de aprendizado de máquina, ele pode adivinhar quanto tempo durará um equipamento e enviar lembretes de manutenção automaticamente, reduzindo o tempo de inatividade do equipamento em 60%.