The fact that 3D printing has brought convenience to many industries is obvious to all. In-mold manufacturing, 3D printing can also be effective, especially because molds are generally produced in small batches and have complex shapes, which are very suitable for 3D printing.
يتميز صنع القوالب بالطباعة ثلاثية الأبعاد بالعديد من المزايا:
1. تم تقصير دورة إنتاج القالب
3D printed molds shorten the entire product development cycle and become a source of driving innovation. In the past, companies have sometimes chosen to delay or forgo product design updates due to the large investment required to make new molds. By reducing the production lead time of molds and enabling rapid updating of existing design tools, 3D printing enables companies to afford more frequent mold replacements and improvements, increasing flexibility/adaptability. It enables the mold design cycle to keep pace with the product design cycle.
2. انخفاض تكاليف التصنيع
If the current cost of metal 3D printing is higher than the cost of traditional metal manufacturing processes, then cost reductions are easier to achieve in the field of plastic products.
تتمتع القوالب المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد بمزايا اقتصادية في إنتاج سلسلة صغيرة ومنفصلة من المنتجات النهائية (حيث يصعب استهلاك التكاليف الثابتة لهذه المنتجات) ، أو لبعض الأشكال الهندسية (المُحسَّنة للطباعة ثلاثية الأبعاد) ميزة اقتصادية أكثر. تتميز الطباعة ثلاثية الأبعاد بميزة التكلفة خاصةً عندما تكون المواد المستخدمة باهظة الثمن ويؤدي صنع القوالب التقليدية إلى معدلات عالية من خردة المواد.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن قدرة الطباعة ثلاثية الأبعاد على إنشاء قوالب دقيقة في غضون ساعات ستؤثر أيضًا بشكل إيجابي على عمليات التصنيع والأرباح. خاصة عندما يكون وقت توقف الإنتاج و / أو مخزون الأدوات مكلفًا.
أخيرًا ، من الشائع أحيانًا تعديل القالب بعد بدء الإنتاج. تتيح مرونة تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد للمهندسين تجربة عدد لا يحصى من التكرارات في وقت واحد ويمكن أن تقلل التكاليف الأولية بسبب تعديلات تصميم القوالب.
3. The improvement of mold design adds more functionality to the end product.
في كثير من الأحيان ، يمكن أن تؤدي الأساليب المعدنية الخاصة للطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية إلى تحسين البنية المجهرية المعدنية وإنتاج أجزاء مطبوعة كثيفة بالكامل بخصائص ميكانيكية وفيزيائية مساوية أو أفضل من تلك الخاصة بالمواد المزورة أو المصبوبة (اعتمادًا على المعالجة الحرارية واتجاه الاختبار). يوفر التصنيع الإضافي للمهندسين خيارات غير محدودة لتحسين تصميم القوالب. عندما يتكون الجزء المستهدف من عدة مكونات فرعية ، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد لديها القدرة على دمج التصميم وتقليل عدد الأجزاء. هذا يبسط عملية تجميع المنتج ويقلل من التفاوتات.
بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يتيح تكامل وظائف المنتج المعقدة ، مما يتيح التصنيع السريع للمنتجات النهائية عالية الأداء مع عدد أقل من عيوب المنتج. على سبيل المثال ، تتأثر الجودة الكلية للجزء المصبوب بالحقن بظروف نقل الحرارة بين المادة المحقونة ومائع التبريد المتدفق عبر الأدوات. إذا تم تصنيعها باستخدام تقنيات تقليدية ، فإن القنوات المؤدية إلى مادة التبريد تكون مستقيمة بشكل عام ، مما ينتج عنه تأثير تبريد أبطأ وغير متساو في الجزء المصبوب.
3D printing can enable cooling channels of any shape to ensure conformal cooling that is more optimal and uniform, ultimately resulting in higher quality parts and lower scrap rates. In addition, faster heat removal significantly reduces the cycle time of injection molding, as cooling time can generally account for up to 70% of the entire injection molding cycle.
4. The optimization tool is more ergonomic and improves the minimum performance
3D printing lowers the barriers to validating new tools that address unmet needs in the manufacturing process, enabling more mobile and stationary jigs to be invested in manufacturing. Traditionally, tools and corresponding devices have been designed to last as long as possible due to the considerable expense and effort required to redesign and manufacture them. With the application of 3D printing technology, companies can refurbish any tool at any time, not just those that have been scrapped and non-compliant.
With little time and initial cost, 3D printing makes it more economical to optimize tools for better marginal performance. Technicians can then design with more ergonomics in mind to improve operator comfort, reduce handling time, and be more convenient to use and store. While it may be possible to save just a few seconds of assembly time, it doesn't add up. In addition to optimizing the tool design, the scrap rate of the parts can also be reduced.
5. تساعد القوالب المخصصة على تخصيص المنتج النهائي
تسمح دورات الإنتاج الأقصر والقدرة على تصنيع أشكال هندسية أكثر تعقيدًا وخفض تكاليف التصنيع النهائية للشركات بتصنيع عدد كبير من الأدوات المخصصة لدعم تصنيع الأجزاء المخصصة. تعد القوالب المطبوعة ثلاثية الأبعاد مفيدة جدًا للإنتاج المخصص ، مثل الأجهزة الطبية والصناعة الطبية. يزود الجراحين بأدوات شخصية مطبوعة ثلاثية الأبعاد ، مثل الأدلة والأدوات الجراحية ، مما يسمح لهم بتحسين نتائج الجراحة وتقليل وقت العملية.
