La tecnología detrás de la iteración automotriz
HP Fusión de chorro múltiplees un proceso industrial en lecho de polvo-que produce piezas de polímero funcionales con propiedades mecánicas casi-isotrópicas. Se adapta especialmente bien al rango de volúmenes que la mayoría de las empresas emergentes realmente necesitan-decenas a unos pocos miles de piezas.
Se extiende una fina capa de polvo de nailon (más comúnmente PA12) sobre la plataforma de construcción. Los cabezales de impresión inyectan agentes de fusión y detallado solo donde la pieza debe solidificarse. Luego, las lámparas infrarrojas derriten esas regiones mientras el polvo circundante permanece suelto y actúa como soporte natural. La plataforma desciende, se aplica otra capa y el ciclo continúa hasta completar la geometría.
Debido a que el polvo soporta la pieza, los canales internos, las celosías, los encajes-y las socavaduras se imprimen sin estructuras de soporte separadas. Después de la construcción, las piezas se enfrían, se desempacan y se limpian; luego se pueden teñir o alisar-con vapor. El polvo no utilizado suele ser reutilizable en tasas de alrededor del 80 por ciento, lo que mantiene el costo del material manejable.
Las piezas acabadas de PA12 suelen ofrecer una resistencia a la tracción en el rango de 40 MPa, propiedades consistentes en todas las direcciones, buena resistencia al impacto y estabilidad química adecuada para muchos soportes, carcasas, conductos y componentes interiores o exteriores.
Cómo se compara MJF con el moldeo por inyección, SLA y FDM
El moldeo por inyección sólo resulta económico cuando el coste del molde se reparte entre miles de piezas idénticas. Los cambios de diseño requieren nuevas herramientas. SLA produce excelentes detalles de superficie, pero la mayoría de las resinas carecen de la dureza necesaria para el funcionamiento funcional del automóvil. FDM es accesible y económico, pero las piezas son anisotrópicas, muestran líneas de capa y es necesario retirar el soporte.
MJF evita el uso de herramientas, ofrece nailon isotrópico, maneja geometrías complejas sin soportes y sigue siendo rentable-en volúmenes bajos-a-medios. Esa combinación explica por qué cada vez más empresas emergentes de vehículos y fabricantes de automóviles de lotes pequeños-lo utilizan tanto para prototipos funcionales como para producción de uso final-real.
Donde la impresión 3D de MJF reduce los costos reales para los equipos automotrices
Dundon Motorsports recibió una cotización de casi $65 000 por un molde de admisión-. El cambio a HP Jet Fusion PA12 les permitió imprimir componentes de carreras funcionales en días o una semana en lugar de esperar meses, seguir iterando mientras el automóvil ya estaba en la pista y expandir su línea de productos sin el desembolso de capital en herramientas.
Los mismos aspectos económicos aparecen repetidamente en el trabajo-de bajo volumen:
Sin inversión en moldes, los cambios de diseño solo cuestan tiempo de ingeniería.
Las cantidades mínimas de pedido son esencialmente cero, lo que coincide con la realidad de la fabricación de piezas de automóvil en bajo volumen-y evita el riesgo de inventario.
La velocidad de iteración reduce la cantidad de costosos-prototipos sin salida-especialmente valiosos durante la creación rápida de prototipos para nuevas empresas de automóviles.
Las piezas se pueden producir bajo demanda, lo que elimina la necesidad de almacenar componentes mientras los diseños aún están evolucionando.
Blazin Rods produjo más de 75 funcionales.Piezas MJFpara un único vehículo personalizado de alto-rendimiento. Waylon Jeffrey, líder de ingeniería y diseño 3D de Blazin Rods, señaló que la combinación de CAD y HP Multi Jet Fusion hizo posible diseñar vehículos de esa complejidad y precisión en menos de un año. A mayor escala, General Motors, en colaboración con HP y GKN Forecast 3D, produjo y terminó 60.000 sellos de cierre para spoilers de SUV populares en cinco semanas-lo que demuestra que el proceso también aumenta cuando aumentan los volúmenes.
Cuando los requisitos de resistencia van más allá del nailon
Standard MJF es un proceso de polímero optimizado para nailon de ingeniería como PA12. Estos materiales cubren una amplia gama de soportes, carcasas, conductos y muchas partes debajo-del capó o exteriores con una relación favorable entre resistencia-y-peso.
Cuando un componente realmente requiere soportes estructurales de-nivel de rendimiento-alta-carga metálica, se utilizan en su lugar ciertos elementos de suspensión o aplicaciones de deportes de motor extremos-polvo láser-fusión de camas o procesos metálicos similares. Las aleaciones de titanio se eligen con frecuencia en esos casos por su relación resistencia-a-peso y resistencia a la corrosión. Muchos fabricantes de servicios completos-utilizan sistemas metálicos y MJF de polímero, lo que permite a los equipos obtener el proceso adecuado para cada pieza de un solo socio.
Tienda-Resultados de planta que son importantes para las empresas emergentes
La experiencia de Dundon es típica del problema de las empresas emergentes y de las pequeñas-series: geometría compleja, bajo volumen esperado y cotizaciones de moldes que consumirían una gran parte del presupuesto. MJF eliminó la barrera de las herramientas y comprimió el desarrollo de cuartos a días.
Blazin Rods aplicó el mismo enfoque en docenas de piezas en una construcción totalmente personalizada, utilizando la consistencia mecánica de PA12 y la velocidad del proceso para mantenerse en un cronograma agresivo. Programas más amplios, como el proyecto del sello GM, demuestran que una vez que se valida un diseño, la misma tecnología puede pasar a una producción de mayor-volumen sin cambiar el flujo de trabajo fundamental.
Cuando MJF tiene sentido para su proyecto
MJF suele ser una buena opción práctica cuando se necesitan piezas funcionales de nailon o prototipos que deben sobrevivir a pruebas de vehículos reales, los volúmenes se sitúan en el rango bajo-a-el rango bajo-a-los diseños siguen cambiando con frecuencia, la geometría compleja o la reducción de peso son importantes, y evitar el coste del molde y el exceso de inventario es una prioridad.
Se vuelve menos atractivo cuando los volúmenes elevados y estables hacen que las herramientas amortizadas sean claramente más baratas, la pieza requiere metales o un rendimiento de temperatura fuera de las capacidades actuales de PA12, o los requisitos cosméticos y dimensionales exceden lo que el MJF pos-puede ofrecer (el alisado con vapor y el teñido cierran la brecha para muchas aplicaciones).
Seleccionar un socio de MJF que cumpla
Cuatro controles prácticos son los más importantes:
Acceso a PA12 original compatible con HP-con datos mecánicos publicados y alta reutilización del polvo
Postprocesamiento-interno o confiable-(eliminación de polvo, granallado de medios, teñido, alisado con vapor, inserciones, inspección)
Plazos de entrega y capacidad transparentes tanto para prototipos como para pequeñas tiradas de producción.
Experiencia relevante en el sector automotriz o industrial, además de controles de proceso claros.
Un socio capacitado también revisará el diseño para determinar su capacidad de impresión, de modo que la geometría, la resistencia y el costo permanezcan alineados.
Preguntas frecuentes
P: Estamos analizando entre 50 y 200 soportes o piezas de conductos.-¿Cómo se compara el costo del MJF con el de un corte de molde?
R: En esas cantidades, la ruta MJF casi siempre es más baja porque no hay herramientas. Una vez que los volúmenes alcanzan el rango de varios-miles y el diseño se congela, el moldeo por inyección puede volverse más económico. La mayoría de los proveedores de servicios cotizarán ambas opciones juntas para la misma geometría.
P: ¿Pueden las piezas PA12 MJF permanecer en un automóvil como soportes, carcasas o componentes interiores?
R: En la mayoría de esos roles, sí. El material ofrece una sólida resistencia a la tracción, un comportamiento casi-isotrópico, buena resistencia al impacto y resistencia a la humedad y muchos fluidos automotrices. Los equipos aún validan sus perfiles específicos de carga, temperatura y vibración, pero muchos prototipos y piezas de producción ya funcionan exitosamente en esas aplicaciones,-especialmente en la creación rápida de prototipos para nuevas empresas de automóviles y en la fabricación de piezas de automóviles de bajo-volumen.
P: Algunos de nuestros componentes necesitan mayor resistencia-¿Puede el mismo taller imprimir titanio también?
R: Los sistemas de polímero MJF imprimen nailon. El titanio y otros metales se producen en máquinas de aditivos metálicos. Muchos fabricantes utilizan ambas tecnologías, por lo que las piezas de polímero y metal se pueden obtener juntas.
P: ¿Cuánto tiempo suele llevar obtener un primer conjunto de prototipos de automóviles?
R: Las piezas estándar de PA12 con acabado básico suelen enviarse entre unos días y aproximadamente una semana después de que se aprueba el archivo. Los lotes más grandes o los acabados exhaustivos añaden un poco de tiempo.
Empezando
Envíe algunos archivos CAD representativos a un socio experimentado de MJF. La mayoría proporcionará una comparación clara de costos con respecto a las herramientas, una breve nota de diseño-para-imprimibilidad y la opción de solicitar piezas de muestra para pruebas físicas. Ese intercambio único generalmente muestra si el proceso se ajusta a los volúmenes y cronogramas actuales-y cuánto capital y tiempo calendario puede liberar para la siguiente iteración del diseño.