ما هي سرعة الطباعة ثلاثية الأبعاد؟ في أي سيناريوهات يمكن أن تجلب حقا المزايا المزدوجة للسرعة والتكلفة؟ ستقارن هذه المقالة تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد السائدة (مثل FDM ، SLA ، SLS ، MJF) مع العمليات التقليدية (مثل CNC ، صب الحقن ، الصب) ، جنبا إلى جنب مع سيناريوهات الإنتاج النموذجية ، لتفكيك النواة التقنية والأهمية التجارية لـ "سرعة الطباعة ثلاثية الأبعاد" بالنسبة لك.
أعتقد أنه بعد قراءة هذه المقالة ، سيكون لديك إجابة أوضح على "متى تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد ولماذا هي سريعة ومفيدة".
الطباعة ثلاثية الأبعاد السريعة مقابل الحرف التقليدية: أي منها أسرع؟
قبل أن نقارن تقنيات محددة ، دعونا نوضح مسألة أساسية: FDM (نمذجة التراسب المندمجة) ، SLA (التصوير النمطي) ، MJF (الاندماج متعدد الطائرات) ، هذه الأسماء كلها مبادئ صب مختلفة للطباعة ثلاثية الأبعاد. كل واحد منهم لديه طرق الطباعة الفريدة الخاصة به، وقابلية التكيف مع المواد وأداء السرعة، لذلك لديهم مزاياهم الخاصة في الكفاءة. على النقيض الحاد منها ، فإن عمليات التصنيع التقليدية مثل CNC والقلب بالحقن والصب لها أيضًا هياكل قدرة إنتاج وإيقاعات استجابة مختلفة تمامًا. دعونا نفككهم واحد تلو الآخر لنرى ما إذا كانت تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد يمكن أن تلحق من حيث السرعة.
FDM مقابل CNC
عندما تحتاج إلى صنع عينة أداة صغيرة بشكل عاجل (على سبيل المثال ، wميزة هذه التكنولوجيا لا تكمن فقط في سرعتها ، ولكن أيضًا في مرونتها. على وجه الخصوص ، بعد ضبط قطر الفوهة (مثل ما فوق 0.6 مم) ، يمكن أن تصل سرعة الفوهة إلى 150 مم / ثانية ، ويمكن طباعة جزء معقد متوسط ارتفاعه 100 مم في غضون ساعة واحدة. لدى FDM مزايا واضحة في سرعة الطباعة ، والتي يمكن أن تحسن بشكل كبير كفاءة الصب وهي مناسبة للنموذج الأولي السريع واختبار النماذج الأولية المتوسطة التعقيد. يتم الانتهاء من التصميم في الساعة 3 مساءً ويتطلب التحقق من التثبيت في المساء) ، ستكون تكنولوجيا FDM (نمذجة التراسب المندمجة) الحل الأفضل.
ولكن إذا تم تغييره إلى CNC ، غالبا ما يتم قياس وقت التسليم في أيام بسبب إعداد وثائق العملية ، وإصلاح الأخطاء في تركيبات الأدوات ، وعملية القطع.
SLA / DLP مقابل صب الحقن
معروف SLA (التصوير الستيريولوثي) بدقته العالية ، مع سمك طبقة 0.025-0.1 مم ، ودقة تصل إلى ±25μm ، وسرعة صب حوالي 10-30 مم / ساعة. ميزة سرعة الطباعة SLA ليست سرعتها العالية ، ولكن قدرتها على الإنتاج بشكل مستقر مع الحفاظ على جودة السطح ، والتي تناسب المشاهد ذات المتطلبات العالية لتسق العملية.
DLP (معالجة الضوء الرقمي) أكثر كفاءة في الطباعة. يزيد من سرعة الطباعة إلى 50-100 ملم في الساعة عن طريق كشف طبقة الصورة بأكملها في نفس الوقت ، وهو أمر فعال بشكل خاص في إنتاج أجزاء صغيرة الحجم وكميات كبيرة. ميزة سرعة الطباعة DLP هي أنها يمكن أن تستجيب بسرعة لمتطلبات الدفعات. يحافظ على درجة معينة من الدقة مع تقليل وقت صب الوحدة.
على النقيض من ذلك ، على الرغم من أن صب الحقن سريع جداً في سرعة صب قطعة واحدة ، إلا أن دورة التسليم الشاملة غالباً ما تمتد من خلال العملية المسبقة لـ "تطوير القالب" ، والتي عادةً ما تستغرق عدة أيام أو حتى أسابيع وترافق تكاليف عالية. إذا تم تعديل تصميم المنتج بشكل متكرر ، فستكون تكلفة التجربة والخطأ لتغييرات القالب المتكررة مرتفعة جداً.
SLM مقابل الصب المعدني
أكبر ميزة لـ SLM هي أنه يمكن طباعة الهياكل المعقدة في مرة واحدة - على سبيل المثال ، الأجزاء ذات الثقوب ، والأقسام ، والشبكات ، دون أي دعم. بما أن SLM لا تتطلب عمليات فتح القالب والتصنيع المسبق ، فإنه يمكن أن يسرع بشكل كبير سرعة التسليم الشاملة في المراحل المبكرة من تطوير المنتج.
على النقيض من ذلك ، على الرغم من أن الصب المعدني له مزايا تكلفة في الإنتاج الضخم ، إلا أن عملية التحضير طويلة - غالبا ما تستغرق تصميم القالب وتبريد الصب وإزالة الحفر عدة أيام أو حتى أسبوع. إذا واجهت سيناريو تجاري يتطلب تكرار سريع ، فإن تكنولوجيا صب المعادن غير قابلة للحل في الأساس.
كيف تفوز الطباعة ثلاثية الأبعاد بسرعة في ثلاثة سيناريوهات رئيسية
بالإضافة إلى الاختلافات في التكنولوجيا نفسها ، تختلف مزايا سرعة الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضًا في سيناريوهات عملية مختلفة. من اختبار البحث والتطوير إلى الإنتاج الضخم ، نلقي نظرة بانورامية على أدائها الفعلي على مستوى التطبيق.
النماذج الأولية السريعة
في المراحل الأولى من تطوير منتجات الأجهزة، ما إذا كان يمكن إنتاج عينات في غضون يوم واحد أو لا يحدد في كثير من الأحيان كفاءة تكرار المشروع. مقارنة بالتصنيع التقليدي الذي يتطلب جدولة الإنتاج وصنع القالب وإصلاح الأخطاء ، يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد تحقيق تصميم في نفس اليوم وتسليم في نفس اليوم. الطباعة FDM مناسبة للتحقق الهيكلي والاختبار الأولي ، في حين يمكن لـ SLA تحقيق نماذج مظهر عالية الجودة بدقة ± 25 ميكروم. لا يتطلب أي قالب ، ويمكن إنتاج العينات مباشرة ، وهي أكبر ميزة سرعة للطباعة ثلاثية الأبعاد في مرحلة النموذج الأولي.
تدرك تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد أن التحقق من النموذج الأولي ليس تسليما لمرة واحدة ، ولكن وضع دورة من التجربة السريعة والتصحيح الفوري للخطأ لتعزيز تطور المنتج المستمر. جعل التجربة والخطأ سريعة ومنخفضة التكلفة هو القوة الرئيسية التي تعطيها تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد لإيقاع تطوير المنتج.
إنتاج مخصص دفعة صغيرة
عندما تتبع المنتجات التخصيص والتكررات المتكررة ، فإن عمليات تطوير القالب وتجميع التصنيع التقليدي غالبا ما لا تتمكن من مواكبة الوتيرة. تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد مثل MJF و SLM لا تتطلب فتح القالب ويمكن طباعة الأجزاء النهائية مباشرة. أخذ MJF على سبيل المثال، النموذج الصناعي لديه إنتاج في الساعة من أكثر من 3000 سم
المفتاح لتخصيص الدفعات الصغيرة ليس تكلفة الوحدة ، ولكن سرعة الاستجابة للتسليم وحرية التصميم. الطباعة ثلاثية الأبعاد توفر جيلا جديدا من مسار التصنيع المرن.
إنتاج موحد على نطاق واسع
على الرغم من أن صب الحقن و CNC لا تزال تهيمن على التصنيع الجماعي ، إلا أن الطباعة ثلاثية الأبعاد أصبحت مسرعًا للتحقق المبكر. في مراحل مبيعات تجريب المنتجات الجديدة والاختبار الإقليمي ، يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد تسليم مئات العينات في غضون أيام قليلة ، والاستيلاء على نافذة الوقت السوقية ، والحد من خطر تعديلات القالب المتكررة.
في التصنيع الضخم، الطباعة ثلاثية الأبعاد ليست بديلا، ولكن مسرع. يساعد الشركات على محاولة الفشل بسرعة في حالة عدم اليقين واتخاذ أحكام أكثر استنارة قبل الإنتاج الضخم الرسمي.
في عصر أصبحت فيه كفاءة التصنيع عتبة تنافسية، انتقل أرباح سرعة الطباعة ثلاثية الأبعاد من النماذج الأولية إلى الإنتاج الضخم، من الابتكار إلى الأرباح. لا يمكن فقط ملء نافذة الاستجابة للعمليات التقليدية ، ولكن أيضا توفير مخزن قرار في حالة عدم اليقين. السؤال ليس ما إذا كانت الطباعة ثلاثية الأبعاد يمكن استخدامها ، ولكن متى يكون استخدامها أكثر فعالية من حيث التكلفة. الجدول التالي يلخص أداء طرق التصنيع المختلفة من حيث السرعة والمرونة والتكلفة تحت أهداف الإنتاج المختلفة ، مما يساعدك على الحكم في لمحة واحدة:
الطباعة ثلاثية الأبعاد ليست عكس التصنيع التقليدي، ولكن مكملا قويا له. من النماذج الأولية السريعة، والإنتاج التجريبي المرن للتحقق من المنتج، فإنه يسمح للشركات بإجراء التجربة والخطأ بسرعة وبتكلفة منخفضة، وتسريع وتيرة كل فكرة إلى التنفيذ. هذه هي بالضبط النقطة الرئيسية المذكورة في بداية المقالة: ميزة التصنيع الحقيقية لا تكمن في سرعة تشغيل الآلة ، ولكن في ما إذا كان يمكنك استخدام "السرعة" على شفرة الابتكار في الوقت المناسب.
هل تريد معرفة المزيد عن حل الطباعة ثلاثية الأبعاد الأفضل لتصميم منتجك أو خط الإنتاج؟ اتصل بنا للحصول على استشارة مجانية.