¿Están los clientes de la industria del molde dispuestos a aceptar moldes impresos en 3D?

一, Escenario de aplicación: pasar de "probar cosas nuevas" a "necesidades esenciales"
1. Molde de inyección: el mejor uso del enfriamiento conformado
Más del 95% de la tecnología de impresión 3D se utiliza en moldeo por inyección, lo que lo convierte en el campo con mayor tasa de penetración. El canal de enfriamiento lineal en moldes más antiguos puede fácilmente causar que las piezas moldeadas por inyección se enfríen de manera desigual, lo que puede provocar problemas como deformaciones y contracción. Con el "enfriamiento que sigue la forma", los canales de enfriamiento se adaptan a la forma del producto, creando una red para distribuir uniformemente el calor. Por ejemplo, cierto molde del interior de un automóvil redujo el tiempo de enfriamiento de 21,73 segundos a 17 segundos mediante la impresión 3D de un canal conformal. También redujo el ciclo de moldeo por inyección en un 40% y el coste de una pieza en 110.000 yuanes. Las empresas de moldeo por inyección fueron las primeras en utilizar moldes de impresión 3D, ya que mejoraron directamente la eficiencia de la producción.

2. Moldes de fundición a presión: avances tecnológicos en entornos de alta-presión
Los moldes de fundición a presión-alta-presión deben poder soportar altas temperaturas, altas presiones y choques térmicos repetidos. Los métodos tradicionales necesitan sistemas de refrigeración complicados y lubricación por pulverización periódica.. 3La tecnología de impresión D mejora el diseño de los canales de refrigeración, reduce la necesidad de pulverización y hace que los moldes duren más. Por ejemplo, cuando se utilizaron insertos de impresión 3D en un determinado molde de fundición a presión-de aleación de aluminio, la frecuencia de pulverización se redujo en un 30% y la vida útil del molde aumentó de 20.000 a 50.000 veces. El negocio de la fundición a presión-tiene estándares rigurosos sobre cómo deben funcionar los materiales, pero las ganancias de eficiencia que se obtienen con el enfriamiento conformal están convenciendo lentamente a los clientes para que acepten alternativas de impresión 3D.

3. Piezas estructurales complejas: más allá de los límites del procesamiento típico
La impresión 3D tiene ciertos beneficios distintivos para las piezas de moldes con las que es difícil trabajar con métodos tradicionales, como refuerzo profundo, paredes delgadas y estructuras irregulares. Por ejemplo, cierto molde de cáscara de cigarrillo electrónico tiene una forma complicada que necesita ser sujetada varias veces y tiene una alta tasa de desperdicio cuando se hace a la antigua-forma antigua. Pero después del moldeo por impresión 3D directa, la tasa de rendimiento aumentó al 98 % y el tiempo necesario para hacer algo se redujo en un 50 %.. 3La impresión D también puede realizar "fabricación híbrida", lo que significa injertar e imprimir estructuras complicadas en bases mecanizadas para ahorrar aún más dinero.

2. Ventaja de costos: pasar del "alto costo" al "valor de ciclo completo"
1. Comparación de los costos de artículos individuales: economía en situaciones de lotes pequeños
El costo de fabricar un molde de impresión 3D de un solo metal sigue siendo de 7 a 12 veces mayor que el de los métodos tradicionales; sin embargo, esta brecha se está cerrando rápidamente para la producción personalizada y de lotes pequeños. Por ejemplo, un cliente necesita 5 juegos de moldes, pero después de utilizar la impresión 3D para mejorar el diseño, solo se necesitan 2 juegos para satisfacer las necesidades de capacidad de producción. Esto ahorra 3 juegos de precios de moldes que cubren el costo de la impresión 3D. Además, la impresión 3D reduce los costos de apertura de moldes y reduce los costos generales de productos que fabrican menos de 5000 piezas al año.

2. El costo del ciclo de vida completo: los beneficios de hacer algo más eficiente no siempre son obvios.
Los beneficios de los moldes de impresión 3D van más allá de los menores costos de fabricación; también hacen que toda la vida sea más eficiente. Por ejemplo, cuando se imprimieron canales de agua conformados en 3D para un determinado molde de pieza de automóvil, el ciclo de moldeo por inyección se redujo en un 25%, el uso de equipos aumentó en un 15% y los gastos de electricidad se redujeron en más de 200.000 yuanes al año. Al mismo tiempo, una mejor consistencia del enfriamiento ha reducido la tasa de desechos del 5% al ​​1%, lo que ahorra 30 toneladas de material por año. Es posible que el molde en sí no cueste mucho más que estos beneficios ocultos.

3. Localización de materiales: un factor importante para reducir costes
Los primeros moldes de impresión 3D utilizaban polvos de otros países, que representaban hasta el 60% del coste de los materiales. Los precios de los materiales han bajado un 40% desde que el 18Ni300, CX y otros polvos de acero para moldes nacionales se volvieron más maduros. Su rendimiento es ahora cercano al de los polvos importados. Por ejemplo, un inserto de molde impreso-en polvo fabricado en EE. UU. coincide con el estándar de acero H13 en cuanto a resistencia a la corrosión, dureza y otros factores, pero cuesta solo el 60 % de eso. La localización de materiales está trasladando los moldes de impresión 3D desde la personalización de alta gama al mercado general.

3. Desafío técnico: pasar de "disponible" a "fácil de usar"
1. Precisión y calidad de la superficie: la necesidad del pos-procesamiento
El molde de impresión 3D debe pos-procesarse para que coincida con los estándares del molde, que incluyen una precisión inicial de ± 0,2 mm y una rugosidad superficial de Ra8-12. Esto se puede hacer mediante chorro de arena y pulido. Por ejemplo, un molde de moldeo por inyección de alto brillo específico debe cumplir con el estándar de pulido A1, que requiere cinco procedimientos tradicionales. Por otro lado, un objeto impreso en 3D puede alcanzar el estándar con solo dos procesos utilizando un paquete de parámetros de proceso especial. El posprocesamiento cuesta más, aunque tecnologías como el chorro de arena automatizado y el mecanizado de precisión CNC están haciendo que este procedimiento sea cada vez más rápido y económico.

2. Propiedades de los materiales: ¿Qué sucede cuando las cosas se calientan demasiado?
Algunos materiales utilizados en la impresión 3D no funcionan tan bien a altas temperaturas. Por ejemplo, los moldes hechos de resina fotosensible tienden a cambiar de forma cuando la temperatura supera los 260 grados y duran menos de 100 veces. Algunos materiales, como el primer acero H13, aún se rompen incluso si los moldes metálicos de impresión 3D pueden soportar altas temperaturas. Pero con el auge de los materiales de alto-rendimiento, como el acero envejecido martensítico y las aleaciones a base de níquel-, los moldes impresos en 3D-ahora pueden satisfacer la mayoría de las necesidades de moldeo por inyección y fundición a presión-. Por ejemplo, un molde para la pala de un motor de avión emplea una aleación a base de níquel-impresa en 3D-que funciona bien a 1200 grados.

3. Estándares de la industria: desde los "basados ​​en la experiencia" hasta los "basados ​​en normas", los moldes de impresión 3D no tienen pautas estándar para el diseño, parámetros de proceso, técnicas de prueba, etc. En cambio, dependen de lo que cada empresa ha aprendido. Por ejemplo, un cliente no pudo imprimir porque el ángulo de suspensión era incorrecto, mientras que otro cliente tiró el molde porque no había suficiente espacio para un mecanizado preciso. La industria está presionando para que se estandarice la construcción para resolver este problema. Por ejemplo, Kaiben 3D ha estado a cargo de desarrollar documentos como la "Especificación de diseño de vías navegables de seguimiento de formas 3D" y la "Especificación del proceso de impresión de acero en molde", que convierten el conocimiento industrial en soluciones que se pueden utilizar una y otra vez.