利用鈦3D打印降低制造成本

魔猴君  知識(shí)堂   102天前

鈦金屬成本高昂，而且用這種材料制成的零件通常很復(fù)雜，這使得傳統(tǒng)制造方法成本高昂。3D打印在某些應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越受歡迎，因?yàn)樗诮档椭圃斐杀痉矫婢哂芯薮鬂摿?，特別是在航空航天、醫(yī)療設(shè)備和汽車等行業(yè)。

作為一種增材制造（而非減材制造）技術(shù)，3D打印通常產(chǎn)生的廢料較少，而設(shè)計(jì)為3D打印的部件通常需要的材料較少。制造商還可以通過(guò)3D打印節(jié)省時(shí)間、能源和工具成本。讓我們仔細(xì)看看鈦3D打印的現(xiàn)狀、機(jī)器、服務(wù)和使用它的公司。

選擇3D打印而非機(jī)器或鑄造的6大理由

材料效率

傳統(tǒng)的加工工藝，如CNC銑削，經(jīng)常會(huì)造成大量的材料浪費(fèi)。使用成本高昂的鈦金屬時(shí)，3D打?。ㄒ卜Q為增材制造）只需要足夠的材料來(lái)制作零件和一些支撐物，而其余的鈦粉則可以用于下一次打印。

鈦3D打印可以生產(chǎn)非常接近最終所需形狀的零件，從而減少了大量后處理的需要，并進(jìn)一步減少浪費(fèi)。

設(shè)計(jì)優(yōu)化

3D打印讓您能夠創(chuàng)建復(fù)雜、輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)，而這些結(jié)構(gòu)很難或不可能通過(guò)傳統(tǒng)方法生產(chǎn)。這可以使零件使用更少的材料，同時(shí)保持強(qiáng)度和功能性。

工程師實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的方法之一是使用CAD軟件進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，通過(guò)去除不必要的材料來(lái)減輕部件重量。這在航空航天等行業(yè)尤其有益，因?yàn)闇p輕重量可以大幅節(jié)省成本。

3D打印可以生產(chǎn)通常需要組裝多個(gè)部件的復(fù)雜集成組件。通過(guò)在設(shè)計(jì)階段將多個(gè)部件整合為單個(gè)打印件，公司可以減少裝配時(shí)間、人工成本和潛在故障點(diǎn)。零件越少，供應(yīng)鏈就越簡(jiǎn)化，對(duì)多個(gè)供應(yīng)商的需求就越少，物流成本也就更低。

無(wú)需工具或設(shè)置成本

對(duì)于鑄造鈦合金部件，傳統(tǒng)制造需要定制工具，例如模具。3D打印消除了對(duì)模具或芯體的需求，因?yàn)椴考侵苯訌臄?shù)字文件打印出來(lái)的。零件設(shè)計(jì)的更改可以快速實(shí)施，無(wú)需新工具，從而降低了與設(shè)計(jì)修改相關(guān)的成本。

這款原型發(fā)動(dòng)機(jī)的鈦合金排氣歧管重量?jī)H為Inconel的一半，Zenith Technica在七天內(nèi)打印并交付給客戶（來(lái)源：Zenith Technica）

更短的交貨時(shí)間

使用內(nèi)部金屬3D打印機(jī)，單個(gè)部件的交付時(shí)間可能只有幾天，而3D打印服務(wù)可能需要更長(zhǎng)的運(yùn)輸時(shí)間。由于生產(chǎn)時(shí)間較短，公司可以按需制造部件，無(wú)需任何常備庫(kù)存。

定制和靈活性

3D打印無(wú)需重新加工即可定制零件，使生產(chǎn)小批量或定制產(chǎn)品（如患者專用手術(shù)器械）變得更加容易且更具成本效益。3D打印可以生產(chǎn)機(jī)械復(fù)雜性更低的零件，從而生產(chǎn)出使用壽命更長(zhǎng)、維護(hù)需求更少的組件，進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)成本。

節(jié)省能源

鈦3D打印工藝，例如電子束熔化(EBM)或選擇性激光熔化(SLM)，通常比傳統(tǒng)加工更節(jié)能，尤其是考慮到減少后處理和材料回收工作的需求時(shí)。

編譯來(lái)源：ALL3DP