In 3D có thể nhanh như thế nào? Trong những kịch bản nào nó thực sự có thể mang lại lợi thế kép của tốc độ và chi phí? Bài viết này sẽ so sánh các công nghệ in 3D chính thống (chẳng hạn như FDM, SLA, SLS, MJF) với các quy trình truyền thống (chẳng hạn như CNC, ép phun, đúc), kết hợp với các kịch bản sản xuất điển hình, để tháo dỡ cốt lõi kỹ thuật và ý nghĩa thương mại của "tốc độ in 3D" cho bạn.

Tôi tin rằng sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ có câu trả lời rõ ràng hơn về "khi nào sử dụng in 3D và tại sao nó nhanh chóng và có ý nghĩa".

In 3D nhanh so với thủ công truyền thống: Cái nào nhanh hơn?

Trước khi so sánh các công nghệ cụ thể, chúng ta hãy làm rõ một vấn đề cơ bản: FDM (mô hình l积 tích hợp), SLA (lithography stereolithography), MJF (multi-jet fusion), những tên này đều là các nguyên tắc khuôn khác nhau của in 3D. Mỗi người đều có phương pháp in độc đáo của riêng mình, khả năng thích ứng vật liệu và hiệu suất tốc độ, vì vậy họ có lợi thế riêng về hiệu quả. Trái ngược với chúng, các quy trình sản xuất truyền thống như CNC, ép phun và đúc cũng có cấu trúc năng lực sản xuất và nhịp độ phản ứng hoàn toàn khác nhau. Hãy tháo rời chúng từng cái để xem liệu công nghệ in 3D có thể bắt kịp được về tốc độ hay không.

FDM so với CNC

Khi bạn cần làm một mẫu công cụ nhỏ khẩn cấp (ví dụ, wLợi thế của công nghệ này nằm không chỉ ở tốc độ của nó, mà còn ở tính linh hoạt của nó. Đặc biệt, sau khi điều chỉnh đường kính vòi phun (chẳng hạn như trên 0,6mm), tốc độ vòi phun có thể đạt 150 mm / s và một phần phức tạp trung bình với chiều cao 100mm có thể được in trong vòng 1 giờ. FDM có lợi thế rõ ràng về tốc độ in, có thể cải thiện đáng kể hiệu quả khuôn và phù hợp cho việc tạo mẫu nhanh chóng và thử nghiệm các mẫu nguyên mẫu phức tạp trung bình.

Nhưng nếu nó được thay đổi sang CNC, thời gian giao hàng thường được đo trong vài ngày do việc chuẩn bị các tài liệu quy trình, khắc phục lỗi của các thiết bị lắp ráp công cụ và quá trình cắt.

SLA / DLP so với đúc phun

SLA (stereolithography) được biết đến với độ chính xác cao của nó, với độ dày lớp 0,025-0,1 mm, độ chính xác lên đến ±25μm và tốc độ khuôn khoảng 10-30 mm / h. Lợi thế của tốc độ in SLA không phải là tốc độ cao của nó, nhưng khả năng đầu ra ổn định trong khi duy trì chất lượng bề mặt, phù hợp cho các cảnh có yêu cầu cao về sự nhất quán của quá trình.

DLP (Digital Light Processing) có hiệu quả hơn trong in ấn. Nó làm tăng tốc độ in lên 50-100 mm mỗi giờ bằng cách phơi bày toàn bộ lớp hình ảnh cùng một lúc, đặc biệt hiệu quả trong sản xuất các bộ phận kích thước nhỏ và số lượng lớn. Lợi thế của tốc độ in DLP là nó có thể nhanh chóng đáp ứng các yêu cầu lô. Nó duy trì một mức độ chính xác nhất định trong khi giảm thiểu thời gian đúc đơn vị.

Ngược lại, mặc dù đúc phun rất nhanh trong tốc độ đúc một mảnh, chu kỳ giao hàng tổng thể của nó thường được mở rộng bởi quá trình trước của "phát triển khuôn", thường mất vài ngày hoặc thậm chí vài tuần và đi kèm với chi phí cao. Nếu thiết kế sản phẩm được điều chỉnh thường xuyên, chi phí thử nghiệm và lỗi của thay đổi khuôn lặp đi lặp lại cũng sẽ rất cao.

SLM vs. đúc kim loại

Đặc điểm lớn nhất của SLM là nó có thể in các cấu trúc phức tạp trong một lần - ví dụ, các bộ phận có lỗ thông qua, khóa và lưới, mà không có bất kỳ hỗ trợ nào. Vì SLM không yêu cầu các quy trình mở khuôn và chế tạo sẵn, nó có thể tăng tốc tốc độ giao hàng tổng thể đáng kể trong giai đoạn đầu của phát triển sản phẩm.

Ngược lại, mặc dù đúc kim loại có lợi thế về chi phí trong sản xuất hàng loạt, quá trình chuẩn bị là lâu dài - thiết kế khuôn, làm mát đúc và loại bỏ thường mất vài ngày hoặc thậm chí một tuần. Nếu bạn gặp phải một kịch bản kinh doanh đòi hỏi lặp lại nhanh chóng, công nghệ đúc kim loại về cơ bản là không thể giải quyết được.

In 3D nhanh như thế nào giành chiến thắng trong ba kịch bản chính với tốc độ

Ngoài sự khác biệt trong chính công nghệ, lợi thế của tốc độ in 3D cũng khác nhau trong các kịch bản thực tế khác nhau. Từ kiểm tra R & D đến sản xuất hàng loạt, chúng tôi xem xét toàn cảnh về hiệu suất thực tế của nó ở cấp ứng dụng.

Nguyên mẫu nhanh

Trong giai đoạn đầu của phát triển sản phẩm phần cứng, liệu các mẫu có thể được sản xuất trong vòng một ngày hay không thường xác định hiệu quả của lặp lại dự án. So với sản xuất truyền thống đòi hỏi lập lịch sản xuất, làm khuôn và khắc phục lỗi, in 3D có thể đạt được thiết kế cùng ngày và giao hàng cùng ngày. In FDM phù hợp cho kiểm tra cấu trúc và thử nghiệm sơ bộ, trong khi SLA có thể đạt được các mô hình ngoại hình chất lượng cao với độ phân giải ± 25μm. Không cần khuôn, và các mẫu có thể được sản xuất trực tiếp, đó là lợi thế tốc độ lớn nhất của in 3D trong giai đoạn nguyên mẫu.

Công nghệ in 3D hiểu rằng xác minh nguyên mẫu không phải là giao hàng một lần, mà là một chế độ chu kỳ thử nghiệm nhanh chóng và sửa lỗi ngay lập tức để thúc đẩy sự phát triển liên tục của sản phẩm. Làm cho thử nghiệm và lỗi nhanh chóng và chi phí thấp là lực quan trọng mà công nghệ in 3D cung cấp cho nhịp điệu phát triển sản phẩm.

Sản xuất tùy chỉnh lô nhỏ

Khi các sản phẩm theo đuổi cá nhân hóa và lặp lại thường xuyên, quá trình phát triển khuôn và lắp ráp của sản xuất truyền thống thường không thể theo kịp tốc độ. Các công nghệ in 3D như MJF và SLM không yêu cầu mở khuôn và có thể in trực tiếp các bộ phận hoàn thành. Lấy MJF làm ví dụ, mô hình công nghiệp có sản lượng mỗi giờ hơn 3.000 cm LLLLấy MJF làm ví dụ;  , phù hợp với các kịch bản điển hình như dấu khoang chỉnh hình và vỏ tùy chỉnh.

Chìa khóa để tùy chỉnh lô nhỏ không phải là chi phí đơn vị, mà là tốc độ phản ứng của giao hàng và tự do thiết kế. In 3D cung cấp một thế hệ mới của con đường sản xuất linh hoạt.

Sản xuất tiêu chuẩn hóa quy mô lớn

Mặc dù đúc phun và CNC vẫn thống trị trong sản xuất hàng loạt, in 3D đang trở thành một chất gia tốc để xác minh sớm. Trong giai đoạn bán thử nghiệm sản phẩm mới và thử nghiệm khu vực, in 3D có thể cung cấp hàng trăm mẫu trong vài ngày, nắm lấy cửa sổ thời gian thị trường và giảm nguy cơ sửa đổi khuôn lặp đi lặp lại.

Trong sản xuất hàng loạt, in 3D không phải là một sự thay thế, mà là một gia tốc. Nó giúp các công ty nhanh chóng thử và thất bại trong sự không chắc chắn và đưa ra phán đoán có thông tin hơn trước khi sản xuất hàng loạt chính thức.

Trong thời đại mà hiệu quả sản xuất đã trở thành ngưỡng cạnh tranh, cổ tức tốc độ của in 3D đã chuyển từ nguyên mẫu sang sản xuất hàng loạt, từ đổi mới đến lợi nhuận. Nó không chỉ có thể lấp đầy cửa sổ phản ứng của các quy trình truyền thống, mà còn cung cấp một bộ đệm quyết định trong sự không chắc chắn. Câu hỏi không phải là liệu in 3D có thể được sử dụng hay không, nhưng khi nào nó hiệu quả nhất về chi phí để sử dụng nó. Bảng sau tóm tắt hiệu suất của các phương pháp sản xuất khác nhau về tốc độ, linh hoạt và chi phí dưới các mục tiêu sản xuất khác nhau, giúp bạn đánh giá một cái nhìn:

In 3D không phải là ngược lại với sản xuất truyền thống, nhưng là một bổ sung mạnh mẽ cho nó. Từ tạo mẫu nhanh chóng, sản xuất thử nghiệm linh hoạt đến xác minh sản phẩm, nó cho phép các công ty thực hiện thử nghiệm và lỗi nhanh chóng và với chi phí thấp, tăng tốc tốc độ của mỗi ý tưởng đến triển khai. Đây chính xác là điểm quan trọng được đề cập ở đầu bài viết: lợi thế sản xuất thực sự không nằm ở tốc độ máy chạy, mà ở việc bạn có thể sử dụng "tốc độ" trên lưỡi đổi mới vào đúng thời điểm hay không.

Bạn muốn tìm hiểu thêm về giải pháp in 3D nào là tốt nhất cho thiết kế sản phẩm hoặc dây chuyền sản xuất của bạn? Liên hệ với chúng tôi để tư vấn miễn phí.