Sprievodca službou priemyselnej 3D tlače: Typy, použitie, porovnanie

Čo dnes pokrývajú služby komerčnej 3D tlače

Spoľahlivý komerčná 3D tlač by mal byť schopný presunúť návrh z digitálneho súboru do fyzického dielu pomocou procesu, materiálu a metódy dokončovania, ktoré zodpovedajú skutočnej funkcii dielu, nielen podľa toho, ktorý stroj je práve dostupný. To znamená ponúkať viacero procesov polymérov a kovov, inžiniersku podporu pre spätnú väzbu od návrhu pre výrobu a jasnú cestu od prototypu k malosériovej alebo väčšej výrobe. Kupujúci, ktorí hľadajú Služby 3D tlače sa zvyčajne pokúšajú vyriešiť jeden z troch problémov: potrebujú rýchlo funkčný prototyp, potrebujú sériovú výrobu v malom objeme bez investícií do nástrojov alebo potrebujú veľkú, rozmerovo presnú súčiastku, ktorú štandardné stolné tlačiarne nedokážu vyrobiť.

Na tomto rozdiele záleží, pretože pojem „3D tlač“ teraz zahŕňa širokú škálu technológií, veľkostí strojov a materiálových skupín. An Služba priemyselnej 3D tlače Poskytovateľ pracujúci s inžinierskymi živicami, nylonovými práškami alebo kovovými zliatinami funguje veľmi odlišne od tlačiarenských dielní pre nadšencov, a to tak v investíciách do vybavenia, ako aj v kontrolách kvality aplikovaných na každú zostavu. Spoločnosti hodnotiace a služby 3D tlače vo veľkom meradle v prípade krytov, prípravkov, príslušenstva alebo architektonických modelov je potrebné pochopiť limity objemu zostavy, kompromisy v rozlíšení vrstiev a požiadavky na následné spracovanie predtým, ako sa zaviažete dodávateľovi.

V nižšie uvedených častiach nájdete prehľad bežných typov procesov, ako je zariadenie za služby priemyselnej 3D tlače skutočne funguje, kde sa každá technológia hodí najlepšie, ako sa porovnávajú hlavné možnosti vedľa seba, ako udržať tlačové systémy v spoľahlivom chode a otázky, ktoré si kupujúci najčastejšie kladú pred výberom Služba tlače 3D modelov partnera.

Kľúčový poznatok: správna služba 3D tlače je definovaná prispôsobením materiálu procesu a schopnosťou následného spracovania, nie samotnou veľkosťou tlače.

Bežné typy služieb 3D tlače a ich charakteristiky

Väčšina poskytovateľov Služby 3D tlače organizovať svoju ponuku okolo hŕstky zavedených procesných rodín. Každá rodina používa iný mechanizmus na vytvorenie dielu vrstvu po vrstve, čo priamo ovplyvňuje povrchovú úpravu, mechanickú pevnosť, rozmerovú presnosť a veľkosť dielu, ktorý je možné reálne vyrobiť v jednom kuse.

Každá z týchto rodín procesov prináša rôzne schopnosti a komerčná 3D tlač menu. Procesy na báze živice poskytujú jemné detaily povrchu a často sa vyberajú pre diely, ktoré sa neskôr použijú ako vzor pre silikónové nástroje. Nylonové procesy na báze prášku majú tendenciu produkovať izotropné, trvanlivé diely vhodné na opakované funkčné testovanie alebo krátke výrobné série, pretože diely sú podopreté skôr okolitým nesintrovaným práškom než pridanými podpornými štruktúrami. Veľkoformátové stroje na vytláčanie termoplastov výrazne rozširujú objem výroby nad rámec toho, čo môže dosiahnuť stolná tlačiareň, a preto sú základom väčšiny veľké služby 3D tlače zamerané na nadrozmerné kryty, nástroje alebo makety v architektonickom meradle. Kovové procesy sú na vrchole spektra nákladov a dodacích lehôt, ale odomykajú geometrie a vlastnosti materiálov, ktorým samotné obrábanie nie je vždy možné ekonomicky zodpovedať.

Kupujúci by mali túto tabuľku považovať za počiatočný filter a nie za konečnú odpoveď. Hrúbka steny, očakávané mechanické zaťaženie, vystavenie teplu alebo UV žiareniu a požadovaná tolerancia ovplyvňujú, ktorý proces je skutočne vhodný, a skúsenosti Služba tlače 3D modelov Poskytovateľ sa zvyčajne pred odporúčaním materiálu spýta na konečné použitie dielu.

Žiadna skupina jednotlivých procesov nepokrýva každý prípad použitia, a preto dodávatelia s viacerými procesmi ponúkajú praktickejšiu flexibilitu ako obchody s jednou technológiou.

Ako fungujú systémy služieb priemyselnej 3D tlače: Proces a štruktúra

Bez ohľadu na konkrétnu technológiu, an Služba priemyselnej 3D tlače postupuje podľa rovnakého základného pracovného postupu: 3D CAD model sa rozreže na tenké horizontálne vrstvy, stroj ukladá alebo tuhne materiál vrstvu po vrstve podľa údajov rezu a hotový diel sa odstráni, vyčistí a dodatočne spracuje. Rozdiely medzi strojmi spočívajú najmä v tom, ako je každá vrstva vytvorená a ako je diel počas zostavy podopretý.

Hlavné konštrukčné komponenty

• Pohybový systém (portál, delta ramená alebo robotické rameno), ktorý umiestňuje tlačovú hlavu alebo laser s opakovateľnou presnosťou naprieč stavebným objemom
• Mechanizmus dodávania materiálu, ako je vytláčacia dýza, živicová vaňa so zdrojom svetla alebo čepeľ na pretieranie prášku
• Uzavretá komora s regulovanou teplotou, ktorá znižuje deformáciu a zlepšuje priľnavosť vrstiev, čo je obzvlášť dôležité pre veľkoformátové výtlačky z termoplastov
• Platforma na zostavovanie, ktorá sa znižuje alebo posúva pri pridávaní každej novej vrstvy a definuje maximálny použiteľný objem zostavy
• Riadiaci softvér, ktorý riadi rezanie, generovanie dráhy nástroja a v niektorých systémoch monitorovanie kvality vrstvy v reálnom čase

Pre a služby 3D tlače vo veľkom meradle , pohybový systém a dizajn komory sa stávajú obzvlášť kritickými. Väčšie portály prinášajú viac príležitostí na mechanické vychýlenie, takže priemyselné stroje používajú zosilnené rámy, lineárne koľajnice a spätnú väzbu motora s uzavretou slučkou na udržanie tolerancie naprieč stavebnou plochou, ktorá môže v akomkoľvek rozmere presahovať viac ako meter. Vyhrievané komory sa tiež stávajú dôležitejšími, keď sa veľkosť dielov zväčšuje, pretože väčšie prierezy chladia nerovnomerne a sú náchylnejšie na deformáciu, ak teplota okolia nie je prísne kontrolovaná.

Po dokončení fyzickej zostavy väčšina častí stále vyžaduje sekundárne kroky, kým budú funkčné alebo prezentovateľné. Odstraňovanie podpier, brúsenie, vyhladzovanie parou alebo otryskanie médiami sú bežné pre polymérové ​​časti, zatiaľ čo kovové časti často prechádzajú tepelným spracovaním na uvoľnenie napätia, opracovaním kritických povrchov a niekedy povrchovými nátermi. Schopný Služby 3D tlače poskytovateľ integruje tieto nadväzujúce kroky do jedného časového plánu projektu, namiesto toho, aby nechal klienta zásobovať viacerých dodávateľov.

Tuhosť rámu, ovládanie komory a integrované následné spracovanie sú to, čo oddeľuje priemyselné systémy od spotrebiteľských tlačiarní pri veľkých zostavách.

Aplikačné scenáre a výberové kritériá pre službu tlače 3D modelov

Výber správneho Služba tlače 3D modelov začína prispôsobením funkcie dielu procesu, ktorý ho dokáže dodať ekonomicky. V tabuľke nižšie sú uvedené bežné aplikačné scenáre spolu s faktormi výberu, ktoré sú pre každý z nich najdôležitejšie.

Diel určený na vonkajšie použitie napríklad potrebuje materiál určený na UV stabilitu a kolísanie teploty, čo vylučuje viaceré živicové formulácie bez ohľadu na to, ako ostré vyzerajú detaily ich povrchu v prvom prototype. Časť, ktorá bude zostavená do pohyblivého mechanizmu, potrebuje proces, ktorý vytvára konzistentnú hrúbku steny a predvídateľné zmršťovanie, pretože aj malý rozmerový posun môže spôsobiť problémy s prispôsobením v mierke. Spoločnosti získavajúce od a komerčná 3D tlač prvýkrát často podceňujú, koľko času po spracovaní pridáva k celkovému času prípravy, najmä v prípade kovových dielov, ktoré vyžadujú tepelné spracovanie alebo opracovanie spájaných povrchov.

Objem objednávky je ďalším rozhodujúcim faktorom. Jediný prototyp zriedka odôvodňuje čas nastavenia spojený s fúziou kovového prášku, zatiaľ čo objednávka niekoľkých stoviek identických držiakov môže byť lepšie obsluhovaná vstrekovaním, keď sú počiatočné návrhy overené prostredníctvom 3D tlače. Tu sa kombinuje Služby 3D tlače s replikáciou silikónových foriem pre malé série ponúka praktickú strednú cestu medzi jednorazovou tlačou a úplnými investíciami do nástrojov, čo umožňuje tímom overiť dopyt predtým, ako sa zaviažu k výrobným metódam s vyšším objemom.

Zosúladenie funkcie dielu, očakávaného objemu a požiadaviek na konečnú úpravu vopred zabraňuje nákladným prerábkam neskôr vo výrobnom cykle.

Podrobné porovnanie: Technológie služieb 3D tlače vo veľkom meradle

Nižšie uvedená tabuľka porovnáva približnú maximálnu praktickú obálku zostavy v rámci bežných procesov používaných a služby 3D tlače vo veľkom meradle . Tieto údaje predstavujú rad typických priemyselných zariadení a nie akýkoľvek model stroja. Objem zostavy je len jednou premennou, ale často je prvým filtrom, ktorý kupujúci použijú, keď projekt zahŕňa nadrozmernú časť.

Ako ukazuje tabuľka, systémy na báze živice a prášku vo všeobecnosti dosahujú najvyššie úrovne pri zostavovaní obalov vhodných pre jednotlivé komponenty a nie pre celé zostavy, a preto zostávajú štandardnou voľbou pre diely kritické pre detail, a nie príliš veľké konštrukcie. Veľkoformátové termoplastické vytláčacie systémy a systémy založené na robotických ramenách značne rozširujú túto obálku, čo z nich robí praktickú voľbu, keď jedna súvislá tlač potrebuje v akomkoľvek rozmere presiahnuť dva metre. Táto výhoda škálovania prichádza s kompromismi: väčšie dýzy používané pri veľkoformátovej extrúzii zvyčajne vytvárajú viditeľne hrubšie vrstvy vrstiev ako živicové alebo práškové procesy, takže hladká kozmetická úprava si zvyčajne vyžaduje dodatočné brúsenie alebo natieranie. Dodacia lehota má tiež tendenciu sa zvyšovať s objemom výroby, pretože tlač väčších častí jednoducho trvá dlhšie, a to aj pri vyšších rýchlostiach vytláčania. Pre kupujúcich, ktorí porovnávajú a veľké služby 3D tlače dodávateľa oproti predajni menšieho formátu, pričom pred tým, ako sa zaviažete k harmonogramu projektu, je nevyhnutné potvrdiť maximálny objem stavby a očakávanú povrchovú úpravu pre konkrétny materiál.

Zostavte objemové váhy s typom procesu a systémy s väčším formátom vo všeobecnosti vymieňajú určitú povrchovú úpravu za schopnosť tlačiť nadrozmerné diely v jednom kuse.

Trendy osvojenia si veľkých 3D tlačových služieb v odvetví

Priemyselné prijatie aditívnej výroby sa neustále rozširovalo so zlepšovaním materiálov a spoľahlivosti strojov. Podľa správ o priemyselnej výrobe podiel spoločností, ktoré používajú 3D tlač na funkčné diely a nástroje, a nie iba na vizuálne prototypy, z roka na rok rástol. Plošný graf nižšie ilustruje tento všeobecný vzostupný trend v prijímaní Služba priemyselnej 3D tlače schopnosti vo výrobných sektoroch za posledné viacročné obdobie, vyjadrené ako relatívny index prijatia, a nie ako absolútne číslo.

Vzostupný sklon v znázornenom období odráža skôr niekoľko konvergujúcich faktorov ako jedinú príčinu. Materiálové knižnice sa rozšírili ďaleko za plasty ranej generácie, aby zahŕňali technické nylony, vláknami vystužené kompozity a širšiu škálu kovových zliatin, vďaka čomu je 3D tlač životaschopná pre diely, ktoré predtým vyžadovali tradičnú výrobu. Zlepšila sa aj spoľahlivosť a opakovateľnosť stroja, čím sa znížila miera zlyhania tlače, ktorá kedysi znemožňovala výrobu v priemyselnom meradle. Viacerí výrobcovia zároveň prijali hybridný model, ktorý spája tlač prototypov a krátkych sérií s replikáciou silikónových foriem alebo obrábaním pre stredne sériovú výrobu, čím sa rozširuje praktický dosah jedného komerčná 3D tlač vzťah. Prerušenia dodávateľského reťazca v posledných rokoch tiež prinútili niektorých výrobcov k distribuovaným výrobným modelom na požiadanie, kde lokálna tlač znižuje závislosť od nástrojov s dlhou dodacou dobou. Spoločne tieto faktory poukazujú na pokračujúci, postupný rast adopcie, a nie na krátkodobý nárast, čo je užitočný kontext pre kupujúcich, ktorí sa rozhodujú, či vybudovať internú kapacitu alebo sa spoľahnúť na externú Služby 3D tlače partnera.

Prijatie neustále rástlo s tým, ako sa zlepšovali materiálové možnosti a spoľahlivosť stroja, a to nie kvôli žiadnemu prelomu v technológii.

Výberové kritériá vážené naprieč typmi služieb

Rôzni kupujúci zvažujú výberové kritériá rôzne v závislosti od toho, či potrebujú rýchly prototyp, presný komponent alebo veľkú konštrukčnú časť. Radarová tabuľka nižšie porovnáva, ako sa pri výbere medzi živicovou potlačou a tlačou na živicu zvyčajne zvažujú štyri bežné priority, rýchlosť, povrchová úprava, mechanická pevnosť a efektívnosť nákladov. služby 3D tlače vo veľkom meradle pomocou veľkoformátovej extrúzie. Každá os je hodnotená na relatívnej stupnici od jednej do piatich na základe typických charakteristík procesu, a nie na základe špecifikácie konkrétneho stroja.

Porovnanie poukazuje na to, prečo je výber procesu zriedkavo záležitosťou jednej technológie, ktorá je univerzálne lepšia. Živicová tlač výrazne boduje pri povrchovej úprave, čo vysvetľuje jej popularitu pre majstrovské vzory a kozmetické prototypy, ale má nižšie skóre z hľadiska maximálnej veľkosti zostavy a nákladovej efektívnosti vo veľkom meradle. Veľkoformátová extrúzia vykazuje opačný vzor, ​​ktorý má vyššie skóre, pokiaľ ide o veľkosť zostavy a nákladovú efektívnosť pre veľké diely, pričom stráca určitú kvalitu povrchovej úpravy, ktorú je zvyčajne potrebné riešiť brúsením alebo náterom. Ani jeden profil nie je vo svojej podstate lepší; správna voľba závisí od toho, ktorá os je pre konkrétnu časť najdôležitejšia. Toto je užitočný rámec pre kupujúcich, ktorí môžu interne požiadať pred kontaktovaním a Služba tlače 3D modelov poskytovateľa, pretože objasňuje, ktoré kompromisy sú pre daný projekt prijateľné. Poskytovateľ ponúkajúci viacero procesných skupín môže tiež pomôcť kupujúcim rozdeliť jeden projekt naprieč technológiami, napríklad vytlačiť kozmetickú škrupinu do živice pri použití veľkoformátovej extrúzie pre štrukturálny vnútorný rám.

Žiadny proces nezvíťazí na každej osi, takže kupujúci by si mali pred výberom technológie určiť svoje dve najvyššie priority.

Priemyselná distribúcia aplikácií 3D tlače vo veľkom meradle

Dopyt po veľké služby 3D tlače nie je rovnomerne rozložené medzi odvetviami. Niektoré sektory sa vo veľkej miere spoliehajú na veľkoformátovú tlač pri funkčných nástrojoch a štrukturálnych modeloch, zatiaľ čo iné ju využívajú najmä na zobrazovanie modelov alebo na overovanie koncepcií v počiatočnom štádiu. Šiškový graf nižšie uvádza názornú distribúciu dopytu po rozsiahlej tlači podľa segmentov priemyslu na základe všeobecných vzorcov pozorovaných vo výrobných a dizajnérskych sektoroch.

Spotrebný tovar a architektonické alebo zobrazovacie modelovanie spolu predstavujú podstatnú časť dopytu po veľkoformátovej tlači, najmä preto, že oba sektory pravidelne potrebujú nadrozmerné, jednorazové alebo malosériové kusy, kde je ťažké odôvodniť investície do nástrojov. Výrobcovia priemyselných zariadení používajú veľkoplošnú tlač predovšetkým na prípravky, prípravky a ochranné kryty, ktoré podporujú interné výrobné linky, a nie na diely predávané priamo koncovým zákazníkom. Automobilové náradie predstavuje menší, ale konzistentný podiel, ktorý sa často sústreďuje skôr na makety interiérových dekorácií a nízkoobjemové nástroje, než na konštrukčné komponenty vozidiel. Rozsiahla kategória „iné/zmiešané“ odzrkadľuje, ako široko použiteľná sa stala veľkoformátová tlač, ktorá zahŕňa všetko od výstavných expozícií až po prototypy nábytku na mieru. Pre a komerčná 3D tlač Toto rozšírenie dopytu podčiarkuje hodnotu podpory viacerých materiálov a možností konečnej úpravy namiesto úzkej špecializácie na jedinú vertikálu odvetvia.

Dopyt po veľkoformátovej tlači pokrýva mnohé odvetvia, čo uprednostňuje dodávateľov so širokými materiálovými a dokončovacími schopnosťami pred úzkymi špecialistami.

Návod na údržbu zariadení na priemyselnú 3D tlač

Konzistentný výstup z an Služba priemyselnej 3D tlače vo veľkej miere závisí od disciplinovanej údržby zariadenia. Najmä väčšie stroje akumulujú opotrebovanie na viacerých pohyblivých častiach a prejdú väčšiu vzdialenosť na jeden výtlačok, vďaka čomu je pravidelná údržba väčším faktorom kvality výstupu ako v prípade menších stolových jednotiek.

Kontrolný zoznam bežnej údržby

1. Pravidelne kontrolujte a čistite trysky alebo živicovú optiku, aby ste predišli upchávaniu a zachovali rozlíšenie tlače
2. Skontrolujte opotrebovanie lineárnych koľajníc, remeňov a vodiacich skrutiek a premažte pohyblivé komponenty podľa stanoveného plánu
3. Pred veľkými alebo dlhotrvajúcimi výtlačkami nakalibrujte montážnu platformu a vyrovnávanie lôžka, aby ste predišli zlyhaniam tlače uprostred
4. Monitorujte teplotu a vlhkosť komory, pretože vlastnosti materiálu, ako je obsah vlhkosti nylonového prášku, sú citlivé na podmienky prostredia
5. Vymeňte filtračné komponenty na živicových a práškových systémoch, aby ste ochránili operátorov a zachovali konzistentnú kvalitu materiálu
6. Aktualizujte firmvér a softvér na rezanie, aby ste mohli využívať vylepšené algoritmy dráhy nástroja a opravy chýb

Plány preventívnej údržby by sa mali meniť v závislosti od používania stroja a nie podľa pevného kalendárneho intervalu. Veľkoformátový extrúzny systém s takmer nepretržitými výrobnými zmenami bude vyžadovať častejšiu kontrolu trysiek a kontroly napnutia remeňa ako stroj používaný len príležitostne. Systémy s kovovým práškovým lôžkom vyžadujú obzvlášť starostlivú údržbu systémov prietoku plynu a filtrácie, pretože nekonzistentné pokrytie ochranným plynom môže priamo ovplyvniť hustotu dielov a mechanické vlastnosti. Poskytovatelia ponúkajúci a najlepšia služba 3D tlače skúsenosti zvyčajne dokumentujú tieto intervaly údržby interne a sledujú údaje o výkone stroja v priebehu času, čo im umožňuje zachytiť skoré známky opotrebovania trysiek alebo posunu pohybového systému skôr, ako to ovplyvní diely klienta.

Operátori by tiež mali viesť jasné záznamy o číslach šarží materiálu a podmienkach skladovania, pretože prášky a živice sa môžu znehodnotiť, ak sa skladujú mimo odporúčaných rozsahov teplôt a vlhkosti. Táto sledovateľnosť sa stáva obzvlášť dôležitou pre funkčné alebo nosné diely, kde by nekonzistentné materiálové vlastnosti medzi jednotlivými šaržami mohli ovplyvniť výkon spôsobom, ktorý nie je viditeľný len pri vonkajšej kontrole.

Intervaly údržby by mali sledovať skutočné využitie stroja a podmienky manipulácie s materiálom, nie všeobecný pevný harmonogram.

Výber najlepšieho poskytovateľa služieb 3D tlače

Identifikácia a najlepšia služba 3D tlače partner pre konkrétny projekt sa zameriava na prispôsobenie schopností, komunikácie a následnej podpory tomu, čo projekt skutočne vyžaduje. Poskytovateľ, ktorý iba vytlačí diely a odovzdá ich späť bez spätnej väzby od dizajnu, kladie väčšie riziko na stranu kupujúceho, najmä pre tímy bez vlastných skúseností s aditívnou výrobou. Hľadajte partnera, ktorý skontroluje problémy s tlačou v súboroch, ako sú napríklad nepodporované presahy alebo problémy s hrúbkou steny, skôr ako sa pustíte do tlače, pretože včasným zachytením týchto problémov sa vyhnete plytvaniu materiálom a časovým oneskoreniam.

Tiež stojí za to posúdiť, či poskytovateľ môže podporiť projekt nad rámec počiatočnej tlače. Mnohé projekty sa vyvinú z jedného prototypu na malú výrobnú sériu a mať výrobcu alebo dodávateľa, ktorý sa dokáže preorientovať z 3D tlače na replikáciu silikónových foriem pre nízkonákladovú, vysoko presnú malosériovú výrobu alebo na CNC obrábanie pre užšie tolerancie, ušetrí značné koordinačné úsilie v porovnaní s riadením samostatných predajcov v každej fáze. Schopnosť povrchovej úpravy, ako je maľovanie alebo náter, je ďalším faktorom, ktorý sa často prehliada, kým klient v krátkom čase nepotrebuje súčiastku pripravenú na prezentáciu.

Zhejiang Jiaheng Intelligent Equipment Manufacturing Co., Ltd. pôsobí v tomto priestore ako OEM výrobca komerčných 3D tlačových služieb a ODM veľký dodávateľ 3D tlačových služieb, ktorý spolupracuje s klientmi v oblasti 3D tlače zo živice, nylonu a kovu spolu s pokročilými možnosťami obrábania. Dizajnérsky tím spoločnosti podporuje klientov pri premene raných konceptov na praktické, vyrobiteľné návrhy produktov a jej proces replikácie silikónových foriem umožňuje tímom prejsť na nízkonákladovú, vysoko presnú malosériovú výrobu po overení návrhu. Povrchové úpravy, ako je maľovanie, sa aplikujú interne, aby sa diely priblížili k hotovému stavu pripravenému na prezentáciu. Pretože dizajn, tlač, obrábanie, replikácia foriem a konečná úprava sú na jednej platforme, klienti pracujú s týmto druhom komplexnej služby priemyselnej 3D tlače môže prejsť od konceptu k fyzickému produktu bez riadenia viacerých externých predajcov, čo má tendenciu znižovať koordinačné náklady a celkový čas projektu. Či už je kupujúcim veľkoobchodník v malom dizajnovom štúdiu, ktorý získava niekoľko prototypov, alebo výrobca, ktorý sa zameriava na malosériovú výrobu, tento druh integrovanej podpory je vo všeobecnosti počas životnosti produktu cennejší ako špecifikácia akéhokoľvek jednotlivého stroja.

Poskytovateľ, ktorý kombinuje tlač, obrábanie, replikáciu foriem a konečnú úpravu pod jednou strechou, znižuje riziko koordinácie počas celého cyklu vývoja produktu.

Často kladené otázky