क्या धातु 3डी प्रिंटिंग पारंपरिक मोल्ड निर्माण विधियों को पूरी तरह से बदल सकती है?

一, तकनीकी दृष्टिकोण से योगात्मक और घटाव उत्पादन के बीच मुख्य अंतर
"डिजिटली संचालित परत दर परत पिघलना और स्टैकिंग" ही धातु 3डी प्रिंटिंग है। उदाहरण के तौर पर, लेजर सेलेक्टिव मेल्टिंग (एसएलएम) उच्च ऊर्जा लेजर बीम का उपयोग करके केवल कुछ प्रकार के धातु पाउडर को पिघलाता है। इसके बाद यह परत दर परत तीन आयामी आकृतियाँ बनाता है और साँचे की आवश्यकता के बिना सीधे जटिल आंतरिक स्थान, अनुरूप शीतलन चैनल और अन्य संरचनाएँ बनाता है। प्लैटिनम टेक्नोलॉजी ने नई ऊर्जा वाहन बैटरी बक्से के मोल्ड के लिए एक बायोमिमेटिक नस के आकार का जलमार्ग बनाया है जिसने इंजेक्शन मोल्डिंग चक्र को 35% तक कम कर दिया है और शीतलन दक्षता में 40% सुधार किया है। मानक ड्रिलिंग और मिलिंग विधियों के साथ ऐसा करना कठिन है।
दूसरी ओर, पारंपरिक मोल्ड बनाने में "घटावपूर्ण प्रसंस्करण" (जैसे सीएनसी मिलिंग और इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग) और "समान सामग्री निर्माण" (जैसे कास्टिंग और फोर्जिंग) का उपयोग किया जाता है। जिस तरह से ये प्रक्रियाएं काम करती हैं उसका मतलब है कि मोल्ड डिजाइन को प्रसंस्करण व्यवहार्यता को ध्यान में रखना होगा। उदाहरण के लिए, पारंपरिक डाई कास्टिंग सांचों में, ठंडा पानी का चैनल अक्सर टूटा हुआ या सीधा होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ड्रिल बिट तक पहुंचना कठिन है और ऐसा डिज़ाइन बनाना कठिन है जो मोल्ड के छेद में फिट बैठता हो। इससे शीतलन असमान हो जाता है और उत्पाद 8% से अधिक ख़राब हो जाते हैं।
तकनीकी प्रतिस्थापन का सबसे महत्वपूर्ण बिंदु: 3डी प्रिंटिंग ही एकमात्र रास्ता है जब मोल्ड संरचना की जटिलता (आंतरिक क्रॉस छेद, पतली -दीवार वाली पसलियाँ, माइक्रोचैनल, आदि) पारंपरिक तरीकों को अव्यावहारिक बना देती है, या जब डिज़ाइन में बदलाव की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, 3डी प्रिंटिंग ने मेडिकल डिवाइस शेल मोल्ड बनाने में लगने वाले समय को 6 सप्ताह से घटाकर 72 घंटे कर दिया, और इससे सामग्री के उपयोग की दर 25% से बढ़कर 95% हो गई।
2, लागत संरचना: छोटे बैच की स्थितियों में बिजनेस टर्नअराउंड
मोल्ड विकास लागत पारंपरिक मोल्ड बनाने की कुल लागत का 60% से 70% तक होती है। इन लागतों में उपकरण की टूट-फूट और इलेक्ट्रोड उत्पादन, विद्युत डिस्चार्ज मशीनिंग, तार काटने और अन्य प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक श्रम शामिल है। धातु 3डी प्रिंटिंग में "डिजिटल मॉडलों की सीधी ढलाई" से सांचों की आवश्यकता से छुटकारा मिलता है, और मुख्य चीजें जो इसकी लागत निर्धारित करती हैं वे हैं उपयोग की जाने वाली पाउडर सामग्री और उपकरण पर टूट-फूट।
1. छोटे बैचों (1-100 टुकड़े) के लिए, 3डी प्रिंटिंग स्पष्ट रूप से बेहतर है।
प्रयुक्त सामग्री की मात्रा: पारंपरिक तरीकों, जैसे फोर्जिंग और ब्लैंक कटिंग में, 70% तक सामग्री बर्बाद हो जाती है। लेकिन 3डी प्रिंटिंग में, बचे हुए पाउडर को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है, इसलिए 90% से अधिक सामग्री का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के तौर पर, 3डी प्रिंटिंग एक निश्चित एल्युमीनियम धातु डाई-कास्टिंग मोल्ड के लिए सामग्री की लागत में 58% की कटौती करती है।
प्रसंस्करण लागत: पारंपरिक सांचों को संसाधित करने के लिए एक साथ काम करने के लिए कई मशीनों की आवश्यकता होती है, लेकिन 3डी प्रिंटिंग में मुख्य संरचना मोल्डिंग करने के लिए केवल एक मशीन की आवश्यकता होती है, जो प्रसंस्करण लागत को 40% से 60% तक कम कर देती है।
चक्र समय: मानक मोल्ड खोलने के चक्र में छह से आठ सप्ताह तक का समय लग सकता है, लेकिन 3डी प्रिंटिंग में केवल तीन से पांच दिन लगते हैं। यह अनुसंधान एवं विकास चक्र में सत्तर प्रतिशत से अधिक की कटौती कर सकता है, जिससे यह परीक्षण उत्पादन के सत्यापन चरण के लिए एकदम सही बन जाएगा।
2. बड़े ऑर्डर (1000 से अधिक टुकड़े) के लिए, पारंपरिक कारीगरी अभी भी आदर्श है।
इकाई लागत: जैसे-जैसे उत्पादन बढ़ता है, पारंपरिक साँचे की साझा लागत बहुत तेज़ी से कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, जब बहुत सारे कार हुड मोल्ड बनाए गए, तो 3डी प्रिंटिंग के लिए प्रति पीस की कीमत 2000 युआन से घटकर पुराने तरीकों के लिए 80 युआन हो गई।
परिशुद्धता और सतह की गुणवत्ता: पारंपरिक सीएनसी कटिंग के साथ, आप एक ऐसी सतह प्राप्त कर सकते हैं जो 0.8 μm सपाट है, लेकिन 3D प्रिंटिंग के साथ, आपको 3.2 μm सपाट सतह पाने के लिए पॉलिशिंग, सैंडब्लास्टिंग और अन्य चरणों से गुजरना पड़ता है, जिसकी लागत अधिक होती है।
जब सांचों का वार्षिक उत्पादन 500 टुकड़ों से अधिक हो जाता है, तो पारंपरिक तरीकों का उपयोग करने वाले एक टुकड़े की लागत 3डी प्रिंटिंग की तुलना में कम होने लगती है। यदि डिज़ाइन परिवर्तन के जोखिम को ध्यान में रखा जाता है (उदाहरण के लिए, पारंपरिक सांचे को बदलने का मतलब है इसे फिर से खोलना, जिसकी लागत प्रारंभिक लागत का 30% से 50% तक हो सकती है), लचीले उत्पादन में 3 डी प्रिंटिंग के लाभों को उन स्थितियों तक बढ़ाया जा सकता है जहां हर साल लगभग 1000 टुकड़े उत्पादित होते हैं।
3, औद्योगिक पारिस्थितिकी: पर्यावरण की मदद के लिए प्रौद्योगिकी एक साथ कैसे काम कर सकती है और इसका पुनर्निर्माण कैसे किया जा सकता है
पारंपरिक सांचे बनाना और धातु 3डी प्रिंटिंग एक दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा कर रहे हैं, लेकिन यह कोई शून्य योग का खेल नहीं है। इसके बजाय, यह एक ऐसी ताकत है जो औद्योगिक वातावरण को "डिज़ाइन विनिर्माण सेवा" एकीकरण की ओर धकेल रही है।
1. प्रौद्योगिकियों का संयोजन: योगात्मक और घटाव तरीकों से कंपोजिट बनाना
जो कंपनियां शीर्ष पर हैं वे "3डी प्रिंटिंग+सीएनसी प्रिसिजन मशीनिंग" का एक साथ उपयोग करके एकल प्रौद्योगिकी की सीमाओं को तोड़ रही हैं। उदाहरण के लिए, प्लैटिनम का BLT{{3}S450 उपकरण, छह{5}लेजर सहयोगात्मक मुद्रण कर सकता है और एक पांच{6}अक्ष मशीनिंग केंद्र दर्पण{7}स्तर की सटीकता के साथ मोल्ड गुहाओं की मरम्मत कर सकता है। यह पारंपरिक सांचों की सतह की गुणवत्ता की जरूरतों को पूरा करते हुए 3डी प्रिंटिंग की जटिल संरचनात्मक क्षमताओं को बनाए रखता है।
2. नई सामग्री: कार्यात्मक ग्रेडियेंट और समग्र सामग्री
पारंपरिक सांचों में उपयोग की जाने वाली सामग्रियां अधिकतर एकल मिश्रधातुएं होती हैं। हालाँकि, 3डी प्रिंटिंग कार्यात्मक रूप से वर्गीकृत सामग्रियों को इस तरह से रख सकती है जो प्रत्येक कार्य के लिए अद्वितीय हो। हवाई जहाज के इंजन मोल्ड के मामले में, 3डी प्रिंटिंग सतह पर एक उच्च कठोरता कोटिंग (जैसे WC Co) जोड़ती है। यह कोर को सख्त रखता है और "एक सामग्री को कई उपयोगों के लिए" संभव बनाता है, जो विभिन्न सामग्रियों को एक साथ जोड़ने के पुराने तरीके में सुधार है।
3. सेवा मोड: उपकरण बेचने से लेकर समाधान प्रदान करने तक
उपकरण निर्माताओं के लिए "हार्डवेयर आपूर्तिकर्ता" अपना नाम बदलकर "सर्विस इंटीग्रेटर्स" कर रहे हैं। प्लैटिनम ने एक "उपकरण+सामग्री+प्रक्रिया डेटाबेस" प्रणाली जारी की है जो एक साथ काम करती है। इसके स्वयं निर्मित टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर की कीमतें 2020 की तुलना में 50% कम हैं, और इंटरनेट ऑफ थिंग्स प्लेटफॉर्म ने उपकरण दोषों के बारे में दूर से निदान और चेतावनी देना संभव बना दिया है, जिससे सेवा राजस्व 30% तक बढ़ गया है।
4. उद्योग में मानक: बेतहाशा वृद्धि से मानकीकृत विकास तक
पारंपरिक मोल्ड निर्माण ने एक पूर्ण मानक प्रणाली बनाई है, जैसे आईएसओ 2768 मोल्ड सटीकता मानक। हालाँकि, 3डी प्रिंटिंग मोल्ड में अभी भी समस्याएं हैं, जैसे सटीकता अनुमोदन प्राप्त न कर पाना और उनकी दोष दर को नियंत्रित न कर पाना। उदाहरण के लिए, मेडिकल इम्प्लांट मोल्ड्स को हर तीन से पांच साल में एफडीए और सीई दोनों द्वारा प्रमाणित करने की आवश्यकता होती है। इससे 3डी प्रिंटिंग को ऊंचे क्षेत्रों तक फैलाना कठिन हो जाता है।