Vor- und Nachteile der 3D-Drucktechnologie zur Herstellung von Formen

3D-Druck ist die additive Fertigung, eine Art Rapid-Prototyping-Technologie. Es verwendet eine digitale Modelldatei als Grundgerüst und verwendet verklebbare Materialien wie Metallpulver oder Kunststoff, um Objekte im Schicht-für-Schicht-Druck zu konstruieren. Die 3D-Drucktechnologie integriert Spitzentechnologien in vielen Bereichen wie Informationstechnologie, digitale Modellierungstechnologie, elektromechanische Steuerungstechnologie, Materialwissenschaft und Chemie.

Mit der allmählichen Reife der 3D-Drucktechnologie in Druckmaterialien und Betriebssoftware wurde die 3D-Drucktechnologie nach und nach in den Formenbau, das Industriedesign, den Maschinenbau, die Luft- und Raumfahrt und viele andere Bereiche eingeführt. Mit dem Aufkommen und der Verbreitung der 3D-Drucktechnologie hat sich die Formenbauindustrie grundlegend verändert.

Formen sind die grundlegende Prozessausrüstung für die industrielle Produktion. 60 % bis 80 % der Komponenten in Elektronik, Instrumentierung, Automobilen und Kommunikation werden durch Formen hergestellt. Die Qualität der Formen bestimmt maßgeblich die Qualität der Produkte.

CNC-Bearbeitung ist die am häufigsten verwendete Technik bei der Herstellung von Formen. Es liefert zwar sehr zuverlässige Ergebnisse, ist aber sehr teuer und zeitaufwändig. Die entsprechende 3D-Drucktechnologie hat die Vorteile der Materialeinsparung, des schnellen Prototypings und der präzisen Fertigung.

3D-Druck und Formenbau

Im Prozess der Produktherstellung nimmt die industrielle Produktion hauptsächlich den Formenbau als technischen Rahmen und führt dann die Massenproduktion verschiedener Produkte durch. Formenbautechnik hat gewisse betriebliche Schwierigkeiten und hohe Kosten. Mit dem Aufkommen personalisierter Konsummethoden werden verschiedene Verbraucher vielfältigere Bedürfnisse nach Industrieprodukten haben. Infolgedessen muss die Formherstellungstechnologie viel Zeit für die Konstruktion und Herstellung der Form aufwenden. Die Genauigkeit des Formenbaus und die Steuerbarkeit der Kosten lassen sich immer schwieriger effektiv kontrollieren, sodass es immer schwieriger wird, die Formenbautechnologie den sich entwickelnden Anforderungen der industriellen Produktion gerecht zu werden.

Mit dem Aufkommen der 3D-Drucktechnologie und ihrer Anwendung im Formenbau wurde der Bedarf an Anpassung und Individualisierung gelöst. Mit ihren technischen Vorteilen verkürzt die 3D-Technologie den Designzyklus und den Herstellungsprozess, reduziert die Kosten im Design- und Herstellungsprozess und wirkt sich positiv auf die gesamten Aktivitäten des Industriedesigns aus.

Die 3D-Drucktechnologie ermöglicht es Designern, die Bedürfnisse der Kunden in kurzer Zeit anzupassen, und gleichzeitig ist es bequem, das Design mehrmals anzupassen, die Kosten der Designarbeit effektiv zu kontrollieren und unnötige Kosten zu reduzieren.

Die Vorteile der 3D-Drucktechnologie bei der Herstellung von Formen

• Verkürzter Formproduktionszyklus

Der 3D-Druck kann das dreidimensionale Design im Computer automatisch, schnell, direkt und genau in ein physisches Modell umwandeln, das häufigen Designänderungen und -modifikationen während der Entwicklung neuer Produkte standhält und die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit verbessert. 3D-Druckformen verkürzen den Produktentwicklungszyklus, indem sie das Öffnen der Form, das Schmieden, Schneiden und andere Prozesse im traditionellen Formenbau überspringen. Durch den 3D-Druck kann der Formenbauzyklus mit dem Produktdesignzyklus Schritt halten.

• Einfachere Herstellung komplexerer Produkte

Der Metall-3D-Druck kann die Metallmikrostruktur verbessern, was zu vollständig dichten gedruckten Teilen führt. Die additive Fertigung erleichtert die Verbesserung des Designs von Formen. Der 3D-Druck ermöglicht beliebig geformte Kühlkanäle, um eine optimierte und gleichmäßigere konforme Kühlung zu gewährleisten, was letztendlich zu qualitativ hochwertigeren Teilen führt.

• Passen Sie das Endprodukt an

3D-gedruckte Formen eignen sich sehr gut für die kundenspezifische Produktion. Da es einen kürzeren Produktionszyklus hat, ist es einfacher, komplexe Teile herzustellen, und es kann die endgültigen Herstellungskosten senken.

• Einsparungen bei den Herstellungskosten

Mithilfe des 3D-Drucks sind Ingenieure in der Lage, die Vorabkosten zu reduzieren, die durch Änderungen des Formdesigns entstehen. 3D-Druck ist kostengünstiger, wenn die verwendeten Materialien sehr teuer sind und traditionelle Materialien für den Formenbau eine hohe Ausschussrate haben. Darüber hinaus ist der 3D-Druck in der Lage, innerhalb weniger Stunden präzise Formen herzustellen.

Nachteile der 3D-Drucktechnologie zur Herstellung von Formen

• 3D-gedruckte Teile sind in der Größe begrenzt

3D-Druckgeräte können die Herstellung von großformatigen Formprodukten in der Industrie nicht erfüllen. Die meisten der tatsächlich verwendeten 3D-Druckgeräte sind kleiner als 1 x 1 m, und es ist schwierig, die Anforderungen für die Herstellung von Produkten in großem Maßstab zu erfüllen.

• 3D-Druck ist nicht für die Massenproduktion geeignet

Der 3D-Druck ist nicht für die Massenproduktion geeignet. Der Stückpreis der 3D-Drucktechnologie zur Herstellung von 1 Produkt ist im Grunde ähnlich wie bei der Herstellung von 1.000 Produkten, und der relative 3D-Druck dauert länger. Herkömmliche Formenbautechnologie hat offensichtliche Vorteile in der Massenproduktion.

• Weniger Materialien sind für die 3D-Drucktechnologie verfügbar

Obwohl es viele Materialien gibt, die 3D-gedruckt werden können, können Hochtemperaturkunststoffe und einige häufig verwendete Metalle immer noch nicht gedruckt werden. Insbesondere Metall neigt nach dem Drucken aufgrund von Wärmebehandlung zur Denaturierung.

• Die Effizienz der 3D-Drucktechnologie muss verbessert werden

Es besteht ein Widerspruch zwischen der Fertigungsgenauigkeit und der Fertigungsgeschwindigkeit des 3D-Drucks. Beim 3D-Druck werden Objekte durch Schicht-für-Schicht-Anhäufung hergestellt. Wenn Sie die Druckgenauigkeit verbessern möchten, müssen Sie die Anzahl der Druckschichten erhöhen, aber die Druckgeschwindigkeit wird entsprechend reduziert.

• Die mechanischen Eigenschaften von 3D-gedruckten Produkten sind schwer zu garantieren

Mechanische Eigenschaften sind wichtige Parameter von Teilen, die die Hauptgrundlage für die Verwendung und Lebensdauer von Teilen bilden. Bei der traditionellen CNC-Bearbeitung werden verwandte Arbeiten wie Alterung und Wärmebehandlung durchgeführt, um die mechanischen Eigenschaften der Teile zu erreichen.

• Der 3D-Druck kann den traditionellen Formenbau kurzfristig nicht ersetzen

Obwohl der 3D-Druck sehr berühmt ist, ist die Industrialisierung des 3D-Drucks noch lange nicht abgeschlossen und befindet sich noch im Stadium der Populärwissenschaft. Als hochmoderne und führende Technologie kann der 3D-Druck die Anforderungen kundenspezifischer und komplexer Produkte erfüllen, bietet jedoch nicht die Vorteile von Chargen und Skalierung.

In der heutigen Entwicklung der traditionellen industriellen Großproduktion ist die Arbeitsteilung sehr fein und die unterstützenden Einrichtungen sind sehr ausreichend, was eine enorme Trägheit gebildet hat. Wenn der 3D-Druck diese Trägheit brechen soll, sind die Kosten sehr hoch.

Schlussfolgerung

JTR kann Carbon DLS 3D-Druck, DMLS 3D-Druck, FDM 3D-Druck, Multi Jet Fusion (MJF) 3D-Druck, PolyJet 3D-Druck, Selective Laser Sintering (SLS)-Dienste, Stereolithographie (SLA)-Dienste und andere 3D-Druckdienste anbieten. Wenn Sie 3D-Druckdienste benötigen, wenden Sie sich bitte an JTR.