धातु 3डी प्रिंटिंग मोल्ड की लागत पारंपरिक विनिर्माण की तुलना में कैसी है?

1. सामग्री लागत: "सामग्री अपशिष्ट न्यूनीकरण" से "योज्य चक्र" में परिवर्तन
पुराने जमाने के साँचे बनाते समय, घटिया तरीकों का उपयोग किया जाता है, जिसका अर्थ है कि काटने, विद्युत निर्वहन मशीनिंग और अन्य चरणों के दौरान बहुत सारी सामग्री खो जाती है। उदाहरण के लिए, एक इंजेक्शन मोल्ड कई चरणों से गुजरने के बाद मोल्ड बनाने के लिए 60 किलो से कम सामग्री का उपयोग कर सकता है। अन्य 40% कचरे को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है, लेकिन उन्हें छांटने, पिघलाने और पुन: संसाधित करने में अधिक लागत आएगी। इसके अलावा, पारंपरिक शिल्प कौशल के लिए ऐसी सामग्रियों की आवश्यकता होती है जो बहुत शुद्ध हों, और उच्च अंत मोल्ड स्टील महंगा होता है, जिससे सामग्री और भी महंगी हो जाती है।

मेटल 3डी प्रिंटिंग एक एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग प्रक्रिया है जो धातु के कणों को पिघलाकर और एक-दूसरे के ऊपर परत चढ़ाकर सांचे बनाती है, जिससे लगभग कोई अपशिष्ट नहीं निकलता है। आप उस पाउडर की स्क्रीनिंग और रीसाइक्लिंग कर सकते हैं जिसका आप उपयोग नहीं करते हैं, और 90% से अधिक सामग्री का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, टाइटेनियम मिश्र धातु के साँचे का उपयोग करते हुए, पारंपरिक तकनीकों में सामग्री की लागत लगभग 35% है, लेकिन 3डी प्रिंटिंग के साथ, इसे 20% से भी कम किया जा सकता है। डी प्रिंटिंग और भी बेहतर है क्योंकि यह एक समय में एक से अधिक सामग्री के साथ प्रिंट कर सकती है। उदाहरण के लिए, आप सांचे की सतह पर उच्च तापीय चालकता वाले तांबे मिश्र धातु की एक परत लगा सकते हैं, जबकि मुख्य संरचना उच्च शक्ति वाले टाइटेनियम मिश्र धातु से बनी होती है। सामग्री इंटरफ़ेस नियंत्रण तकनीक सामग्री को बिना सीम के एक साथ जोड़ना संभव बनाती है। यह न केवल कार्यात्मक ज़रूरतें पूरी करता है बल्कि कुल मिलाकर लागत भी कम करता है।

2. प्रसंस्करण लागत: "बहु-प्रक्रिया सहयोग" से "एकल{2}}उपकरण एकीकरण" में परिवर्तन
पुराने ढंग से सांचों को बनाने में बहुत सारे कदम उठाने पड़ते हैं, जैसे कटिंग, इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज, वायर कटिंग और पॉलिशिंग। इसमें सीएनसी मशीनिंग सेंटर, इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीन और ग्राइंडर जैसी दस से अधिक मशीनों की भी आवश्यकता है। प्रसंस्करण चक्र में सप्ताह या महीने भी लग सकते हैं। उदाहरण के लिए, डाई कास्टिंग मोल्ड के लिए आंतरिक शीतलन जल सर्किट बनाने के लिए, आपको ड्रिल और वेल्ड करने की आवश्यकता होती है। जटिल जल सर्किट को डिज़ाइन करते समय, आपको अक्सर अलग-अलग सांचों को आज़माना और बदलना पड़ता है, जिससे प्रसंस्करण की लागत बढ़ जाती है।

मेटल 3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया की सभी प्रक्रियाओं को एक डिवाइस में जोड़ती है, जिससे डिजिटल मॉडल को वास्तविक सांचों में बदलना बहुत आसान हो जाता है। उदाहरण के लिए, कंफर्मल कूलिंग वॉटरवे मोल्ड बनाने के लिए, पारंपरिक तरीकों से वॉटरवे पैटर्न प्राप्त करने के लिए बहुत अधिक ड्रिलिंग और वेल्डिंग की आवश्यकता होती है। 3डी प्रिंटिंग के साथ, आप बिना कोई अतिरिक्त काम किए एक ही बार में तीन आयामी घुमावदार जलमार्ग संरचनाएं बना सकते हैं। एक विशिष्ट कंपनी के एक केस अध्ययन से पता चलता है कि 3डी प्रिंटेड कंफर्मल कूलिंग मोल्ड्स को नियोजित करने से मानक तरीकों की तुलना में प्रसंस्करण लागत में 40% की कटौती होती है और डिजाइनरों को जलमार्ग बनाने की तीन गुना से अधिक स्वतंत्रता मिलती है।

3. उत्पादन चक्र की लागत: "लंबे चक्र परीक्षण और त्रुटि" से "तेजी से पुनरावृत्त सत्यापन" की ओर बढ़ना
पारंपरिक सांचा निर्माण में सांचा खोलने का चक्र लंबा होता है। यह अनुसंधान और विकास परीक्षण उत्पादन चरण के दौरान विशेष रूप से सच है, जब डिज़ाइन में संशोधन का मतलब है कि मोल्ड को फिर से बनाना होगा, जिसमें बहुत समय और पैसा खर्च होता है। उदाहरण के लिए, एक कार इंटीरियर मोल्ड बनाने में ट्रायल मोल्डिंग के 6 से 8 राउंड लगते हैं, प्रत्येक राउंड की लागत लगभग 50,000 युआन होती है और इसे पूरा करने में 3 से 6 महीने लगते हैं। यदि डिज़ाइन में कोई समस्या है, तो प्रारंभिक निवेश पूरी तरह से बर्बाद हो सकता है।

मेटल 3डी प्रिंटिंग से "डिज़ाइन प्रिंट परीक्षण अनुकूलन" चक्र से जल्दी गुजरना आसान हो जाता है। डिज़ाइनर मोल्ड में बदलाव कर सकते हैं और इसे कुछ घंटों में दोबारा प्रिंट कर सकते हैं, जिससे परीक्षण मोल्ड चक्र 1-2 सप्ताह तक कम हो जाता है। एक निश्चित नई ऊर्जा वाहन कंपनी ने 3डी प्रिंटिंग बैटरी पैक बॉक्स मोल्ड्स द्वारा उत्पाद विकसित करने में लगने वाले समय को 6 महीने से घटाकर 3 सप्ताह कर दिया है। उन्होंने पुनरावृत्ति के 5 दौरों के माध्यम से शीतलन जल सर्किट डिजाइन में भी सुधार किया, जिससे इंजेक्शन मोल्डिंग चक्र में 30% की कटौती हुई और उत्पाद योग्यता दर 99% तक बढ़ गई। यह "त्वरित विफलता, त्वरित सुधार" अवधारणा उत्पादन चक्र की लागत को बहुत कम कर देती है।

4. गुणवत्ता लागत: "निष्क्रिय उपचार" से "सक्रिय रोकथाम" की ओर बढ़ना
पारंपरिक मोल्ड कूलिंग सिस्टम का उपयोग करना आसान है, लेकिन इससे असमान कूलिंग और उत्पाद विरूपण जैसी समस्याएं हो सकती हैं। बड़े इंजेक्शन मोल्डेड उत्पादों के लिए, पारंपरिक मोल्ड उत्पादन की गलती दर 15% तक हो सकती है। हालाँकि, अनुरूप शीतलन जल सर्किट दोष दर को 5% से कम कर सकता है। एक निश्चित कंपनी का कहना है कि जब से उन्होंने 3डी प्रिंटेड कंफर्मल कूलिंग मोल्ड्स का उपयोग शुरू किया है तब से एक उत्पाद की गुणवत्ता लागत (स्क्रैप हानि, पुनः कार्य व्यय आदि सहित) 8 युआन से घटकर 2 युआन हो गई है। इससे उन्हें प्रति वर्ष 10 मिलियन युआन से अधिक की बचत होती है।

इसके अलावा, टोपोलॉजी ऑप्टिमाइज़ेशन डिज़ाइन 3डी प्रिंटिंग मोल्ड को हल्का बना सकता है और यह सुनिश्चित कर सकता है कि वे मजबूत हैं। उदाहरण के लिए, विमानन इंजन में टरबाइन ब्लेड के लिए मोल्ड को हल्का बनाया गया है, जिससे वजन में 20% की कटौती होती है और साथ ही थकान का जीवन 15% तक बढ़ जाता है। "गुणवत्ता में कमी के बिना वजन घटाने" की यह सुविधा समय के साथ रखरखाव के खर्च को और भी कम कर देती है।

5. दीर्घकालिक लाभ: "प्रति यूनिट उच्च लागत" से "बैच आवंटन में लाभ" में परिवर्तन
धातु 3डी प्रिंटिंग मोल्ड बनाने की प्रारंभिक लागत पारंपरिक तरीकों की तुलना में अधिक है (उदाहरण के लिए, टाइटेनियम मिश्र धातु मोल्ड की लागत प्रति यूनिट 30% से 50% अधिक है), लेकिन उनके लाभ विशेष रूप से छोटे पैमाने और बहु-विभिन्न प्रकार के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण हैं। उदाहरण के लिए, एक कंपनी कस्टम कोबाल्ट क्रोमियम मिश्र धातु डेंटल क्राउन मोल्ड बनाने के लिए 3डी प्रिंटिंग का उपयोग करती है। यह पारंपरिक तरीकों की तुलना में प्रत्येक टुकड़े की लागत में 35% की कटौती करता है और अनुरूप शीतलन डिजाइन के माध्यम से इंजेक्शन मोल्डिंग चक्र को 120 सेकंड से 45 सेकंड तक छोटा करता है, जिससे वार्षिक उत्पादन क्षमता चार गुना बढ़ जाती है।

3डी मुद्रित सांचों का लागत लाभ समय के साथ स्पष्ट हो जाता है। आंतरिक शीतलन जल सर्किट और संरचना में सुधार करके मोल्ड की थर्मल थकान जीवन को 30% से अधिक बढ़ा दिया गया है। प्रत्येक डाई कास्टिंग के लिए मोल्ड की लागत में भी 20% की कमी की गई है। एक विशेष विमानन कंपनी का कहना है कि हालांकि 3डी प्रिंटेड इंजन सिलेंडर हेड मोल्ड्स को नियोजित करने की प्रारंभिक लागत 40% अधिक है, लेकिन पांच वर्षों में कुल लागत पारंपरिक तरीकों की तुलना में 18% कम है क्योंकि मोल्ड लंबे समय तक चलते हैं और बेहतर परिणाम देते हैं।

6. औद्योगीकरण की लैंडिंग: "तकनीकी रूप से संभव" से "आर्थिक रूप से संभव" की ओर छलांग
धातु 3डी प्रिंटिंग मोल्ड की बैच एकरूपता मूल रूप से एक बड़ी समस्या थी जिसने इसे उद्योग में उपयोग करने से रोक दिया था। उद्योग ने उच्च अंत विनिर्माण आवश्यकताओं को पूरा करते हुए ± 10 माइक्रोन के भीतर आयामी सटीकता नियंत्रण हासिल किया है। यह हार्डवेयर स्थिरता में सुधार (उदाहरण के लिए, मल्टी{{5}लेजर सहयोगी प्रिंटिंग और बंद -लूप ऊर्जा नियंत्रण के माध्यम से), प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने (उदाहरण के लिए, पैरामीटर लाइब्रेरी और सिमुलेशन, ऑनलाइन मॉनिटरिंग फीडबैक के माध्यम से), और गुणवत्ता ट्रैसेबिलिटी सिस्टम का निर्माण (उदाहरण के लिए, डिजिटल ट्विन्स और पूर्ण प्रक्रिया डेटा लिंक के माध्यम से) द्वारा संभव बनाया गया था।

मेटल 3डी प्रिंटिंग मोल्ड अब एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, मेडिसिन और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, पुनर्योजी शीतलन चैनल टोपोलॉजी ने स्पेसएक्स रॉकेट थ्रस्ट चैंबर में सुधार किया है, मुद्रण चक्र को 6 महीने से घटाकर 3 सप्ताह कर दिया है और 500 थर्मल चक्र परीक्षणों को बिना किसी विफलता के करने की अनुमति दी है। COMAC C929 टाइटेनियम मिश्र धातु विंग ब्रैकेट को प्रिंट करने के लिए SLM तकनीक का उपयोग करता है, जिससे 200 टुकड़ों के बैच में ± 15 μm से कम या उसके बराबर का आकार विचलन प्राप्त होता है, जिससे थकान परीक्षण पास करते समय वजन में 15% की कमी आती है।