¿Puede la impresión 3D en metal reducir el coste de la producción de prueba de moldes?

1. Costo de materiales: de "reducir el desperdicio de materiales" a "hacer un mejor uso de los materiales".
La producción de prueba de molde tradicional utiliza procesamiento sustractivo, lo que significa que se utiliza menos del 50% del material. Esto es especialmente cierto para moldes con estructuras complejas, como moldes con canales de agua de refrigeración conformes, que necesitan tener canales de flujo internos cortados mediante perforación, fresado y otros procesos. Esto significa que se desperdicia mucho material. Por ejemplo, para fabricar un determinado inserto de molde para el mango de un cepillo de dientes eléctrico, se necesitan 2,1 kg de acero inoxidable, pero al final solo se obtiene 1 kg de molde útil, lo que significa que se desperdicia el 52% del material.

La impresión 3D en metal utiliza fabricación aditiva, lo que significa que se añaden materiales según sea necesario y hay muy pocos residuos. Por ejemplo, la tasa de utilización del material del polvo de acero inoxidable de alta conductividad térmica Yishu ESU-EM201 puede ser superior al 95%. Después de imprimir en 3D el inserto de molde idéntico, solo se necesitan 1,05 kg de material para terminar el trabajo, lo que reduce el coste de los materiales a la mitad. Además, el polvo sobrante se puede reutilizar, lo que reducirá aún más el coste de los materiales con el tiempo.

2. El costo del procesamiento va desde la "colaboración multi-proceso" hasta la "integración de un solo equipo".
La fabricación de prueba de moldes tradicional necesita muchos pasos, incluido el corte, la electroerosión, el corte con alambre y el pulido. También necesita muchas herramientas, como fresadoras CNC, centros de mecanizado y máquinas de electroerosión. Esto significa que el costo de equipo y mano de obra es considerable. Por ejemplo, fabricar un molde para una determinada pieza de automóvil utilizando métodos tradicionales requiere 5 equipos, 3 trabajadores y 72 horas de trabajo, y cuesta 12.000 yuanes.

Con la impresión 3D en metal, todos los pasos de fabricación se pueden realizar con un solo dispositivo, por lo que no es necesario que varios procesos trabajen juntos. Por ejemplo, la impresora 3D de metal con doble láser EP-M250 Pro puede esparcir polvo en una capa en menos de 8 segundos. Su velocidad de impresión más alta puede ser 2,5 veces mayor que la del proceso de láser único con un espesor de capa de 50 μm, y la densidad relativa de las piezas es superior al 99,99%. Después de imprimir en 3D el molde idéntico para una pieza de automóvil, solo se necesita una máquina, un operador y 24 horas de tiempo de impresión. Esto reduce el coste de procesamiento en un 67%, hasta 4.000 yuanes.

3. Costo del ciclo: de "meses de iteraciones" a "días de validación"
El ciclo tradicional de fabricación de prueba de moldes es largo, especialmente para moldes con estructuras complicadas que deben probarse y repararse una y otra vez. Esto podría tardar varios meses. Por ejemplo, se necesitan seis meses para pasar del diseño a la producción de prueba de un molde de palas de motor de aviación determinado. Durante ese tiempo, se necesitan 5 reparaciones y cada ciclo de reparación cuesta 2 semanas, lo que hace que el costo del ciclo sea bastante alto.

La impresión 3D en metal facilita la realización de cambios en un diseño y la creación de nuevos moldes en tan solo unas horas, lo que ahorra mucho dinero en comparación con "dar la vuelta y empezar de nuevo". Utilizando como ejemplo un determinado molde de carcasa de producto electrónico, el equipo de diseño completó cinco iteraciones en tres días con impresión 3D. Cada iteración costaba sólo 200 yuanes, mientras que el método antiguo tardaba dos semanas y costaba 5.000 yuanes por iteración. Además, la impresión 3D permite la "producción bajo demanda", lo que significa que los pedidos de lotes pequeños de 1 a 1000 piezas no necesitan moldes, lo que acelera aún más el proceso de producción de prueba.

4. Costo de calidad: del "enfriamiento local desigual" a la "optimización global de la temperatura"
El diseño del típico sistema de enfriamiento de moldes es limitado, lo que dificulta enfriar uniformemente moldes con estructuras complicadas. Esto puede provocar problemas como distorsión y deformación del producto, con una tasa de fallo de hasta el 15%. Para un molde de inyección determinado, el diseño tradicional del circuito de agua de refrigeración provoca una diferencia de temperatura de 10 grados en el producto, una tasa de fallos del 12 % y un coste de calidad del 8 % del coste total de fabricación.

La impresión 3D en metal puede crear un circuito de agua de refrigeración conformado que distribuya el calor de manera más uniforme. El diseño de canal en espiral de los insertos de molde impresos por Yisu ESU-EM201 reduce el tiempo que tarda el producto en alcanzar la temperatura máxima de 19,5 segundos a 13,02 segundos. También reduce la diferencia general de temperatura de 10 grados a 3 grados, acorta el ciclo de enfriamiento en un 33 %, reduce la tasa de defectos al 2 % y reduce la relación costo calidad al 1,5 %. A largo plazo, el diseño de canales de agua de refrigeración conformados puede hacer que los moldes duren más, reducir la fatiga térmica y reducir aún más los gastos de calidad.

5. Optimización del diseño: pasar del "compromiso estructural" a la "integración funcional"
El diseño de moldes tradicional está limitado por la técnica y crear estructuras complicadas es difícil, por lo que los diseñadores tienen que hacer concesiones para mantener los precios bajos. Por ejemplo, para facilitar el diseño del circuito de agua de refrigeración, los métodos estándar requieren renunciar a la resistencia del molde, lo que reduce la vida útil del molde en un 30%.

La impresión 3D en metal ofrece mucha versatilidad a la hora de diseñar. Puede crear formas complicadas, como canales de refrigeración flexibles y nervaduras de refuerzo internas, sin perder calidad. Usando el molde de sección de conformado en caliente de Audi como ejemplo, la impresión 3D ha mejorado la topología de diseño interno del molde para los canales de enfriamiento, lo que ha aumentado la eficiencia de enfriamiento en un 25 % y extendido la vida útil del molde en un 40 %.. 3La impresión D también facilita la creación de cosas que sean livianas, lo que reduce el peso del molde al eliminar materiales adicionales. Esto también reduce el precio de los materiales y el envío.