Kariyerimi imalat dünyasının derinliklerinde geçirmiş biri olarak, , ve ile rekabet etmez; onu her zamankinden daha hızlı, daha ucuz, daha az riskli ve daha verimli hale getirir. konusundaki tartışmaların nasıl evrildiğini izledim. Yıllarca, bu ikisi birbirine karşı konumlandırıldı: "Yeniye Karşı Eski," "Esneklik Karşı Hacim," "Bozucuya Karşı Kral."

Bu, piyasayı görmenin temelde hatalı bir yoludur.

3B baskı (katmanlı imalat), ile rekabet etmez; onu her zamankinden daha hızlı, daha ucuz, daha az riskli ve daha verimli hale getirir.nın yerini almaz. Hayatım boyunca ortaya çıkan en güçlü tamamlayıcı teknolojidir. Kralın yerini almaz; kralı daha hızlı, daha akıllı ve daha çevik yapar.

Müşterilerim ve kendi projelerimde, artık onları "ya/ya da" bir seçim olarak görmüyorum. Onları "ne zaman ve nasıl" bir ortaklık olarak görüyorum. Enjeksiyon kalıplama, inanılmaz hız, tekrarlanabilirlik ve ölçekte parça başına en düşük maliyeti sunarak seri üretimin tartışmasız şampiyonudur. Yüksek kurulum maliyetleri ve uzun teslim süreleri, iyi bilinen giriş engelleridir. Buna karşılık, katmanlı imalat, ilk parçaya ulaşma hızı, karmaşıklık ve düşük hacimli ekonomilerde şampiyondur ve amortize edilecek kalıp maliyeti yoktur.

Gerçek sihir, onları karşılaştırmayı bırakıp entegre etmeye başladığınızda gerçekleşir. 3B baskı teknolojisi ni bir plastik enjeksiyon kalıplama sürecinde kullanmak, modern üreticilerin nasıl kazandığıdır. Şirketlerin geliştirme maliyetlerini nasıl düşürdüğünü, rekor sürede pazara nasıl girdiğini ve daha verimli, otomatik üretim hatları nasıl kurduğunu gördüm.

Bu yazı, o güçlü sinerjiye derinlemesine bir bakışımdır. Basit "prototipler için 3B baskı kullan" çizgisini geçiyorum. Bu iki teknolojinin bir ekip olarak nasıl çalıştığının dört gelişmiş, yüksek etkili yolunu göstereceğim.

1. Oyunun Kurallarını Değiştiren: Hızlı Kalıplama (3B Basılı Kalıplar)

Bu, 3B baskının enjeksiyon kalıplamayı desteklemenin en doğrudan ve devrim niteliğindeki yoludur. Karmaşık bir çelik veya alüminyum kalıbı sadece test için CNC ile işlemek için haftalarca ve on binlerce dolar harcamak yerine, bir kalıp ekini şirket içinde saatler içinde, maliyetin çok altında 3B olarak basabilirim.

Endüstride buna hızlı kalıplamageleneksel üretim

3B basılı bir kalıp, tipik olarak evrensel bir alüminyum kalıp tabanına yerleştirilen bir kalıp eki veya eksiksiz bir kalıptır (çekirdek ve boşluk). Bu basılı araç daha sonra doğrudan standart bir enjeksiyon kalıplama makinesine yerleştirilir.

Daha sonra, gerçek, işlevsel parçalar oluşturmak için bu basılı kalıba ABS, PP veya Naylon gibi üretim kalitesinde plastik basabilirim.

Bunun Neden Bu Kadar Güçlü Olduğu

Bizzat gördüğüm faydalar şaşırtıcı:

• Devasa Maliyet Azaltma: 3B basılı bir kalıp 100 ila 1.000 ABD dolarına mal olabilir. Basit bir işlenmiş alüminyum kalıp 2.000 ABD dolarından başlar ve karmaşık bir çelik üretim kalıbı kolayca 100.000 ABD dolarını aşabilir. Bir örnek olayda, bir şirket, 3B basılı bir kalıp kullanarak 6.000 parça için kalıp maliyetlerinden %97 tasarruf etti.

• İnanılmaz Hız: Sabah bir kalıp tasarlayabilir, öğleden sonra 3B olarak bastırabilir ve akşam parçaları enjekte edebilirim. Bunu geleneksel bir kalıp için 4-8 haftalık teslim süresiyle karşılaştırın. Bu, ürün geliştirme zaman çizelgelerini aylardan günlere düşürür.

• Gerçek Tasarım Doğrulama: Bu en kritik nokta. Prototipler bir şeydir, ancak size kullanarak hakkında bilgi vermezler. 3B basılı bir kalıp, kalıp tasarımımı doğrulamamı sağlar. Şunları test edebilirim:

  • Akış: Erimiş plastik boşluğu nasıl dolduruyor?

  • Bükülme: Parça beklenmedik şekillerde soğuyor ve bükülüyor mu?

  • Kapı Konumu: Kapım doğru yerde mi, yoksa bir leke bırakıyor veya akış sorunları mı yaratıyor?

  • İticili Pim İzleri: İticili pim konumları parçayı temiz bir şekilde kalıptan çıkarmak için doğru mu?

3B bir modelde bir kusur bulmak kolaydır. 50.000 dolarlık bir çelik kalıpta bir kusur bulmak bir felakettir. Hızlı kalıplama, hızlı ve ucuza başarısız olmamı, kalıp tasarımının kendisi üzerinde bir hafta içinde 2-3 kez yineleme yapmamı sağlar, ta ki mükemmel olana kadar. Ancak o zaman pahalı çelik kesmeye başlarım.

Eylemde Örnek Olay İncelemesi: AMRC ve Bükülme

Mükemmel bir gerçek dünya örneği, Sheffield Üniversitesi'nin İleri İmalat Araştırma Merkezi'nden (AMRC) geliyor. Bir polimer kalıp aracı 3B olarak basmak için bir proje üstlendiler. Reçine bazlı bir yazıcıyla yaptıkları ilk deneme, kürleme işleminden sonra önemli ölçüde bükülmeyle sonuçlandı ve kalıbı işe yaramaz hale getirdi.

Pes etmek yerine, yineleme yaptılar. Farklı bir 3B baskı teknolojisine (Seçici Lazer Sinterleme veya SLS) ve daha sert ve daha az kırılgan olan farklı bir malzeme (Naylon 11) kullandılar. Bu yeni kalıp, hala bazı düzlük sorunları gösterse de, üstün mekanik özellikleri, sıkıştırma kuvvetlerine dayanmasını sağladı. Sonuç? Kalıplanmış bir parçayı başarıyla ürettiler.

Bu, hızlı kalıplamanın özüdür: Yeni bir otomatik hücre tasarlarken, bir günde üç farklı EOAT tasarımı 3B olarak basabilir ve bunları robot üzerinde test edebilirim. Hangisinin en güvenilir tutuşu ve en hızlı çevrim süresini sağladığını hızlı bir şekilde öğrenebilirim. Bu, otomasyon sürecini riske atar ve geleneksel üretim

Kalıplar İçin Doğru 3B Baskı Teknolojisini Seçmek

Bu görev için tüm 3B yazıcılar eşit yaratılmamıştır. Seçim, gerekli parça detayına, kalıp ömrüne ve enjekte edilen plastiğin sıcaklığına bağlıdır.

2. Boşluğu Doldurmak: Köprü Kalıplama ve Düşük Hacimli Üretim

Bu teknolojileri birlikte kullandığım ikinci yol, "köprü kalıplama" veya "köprü imalatı"

olarak adlandırılır.

Şu senaryoyu hayal edin: Ürün tasarımınız tamamlandı. Kalıbı mükemmelleştirmek için hızlı kalıplama kullandınız. Şimdi, 80.000 dolarlık sertleştirilmiş çelik üretim kalıbınızı sipariş ettiniz, ancak teslim süresi 12 hafta. Şunu mu yaparsınız...

A) Rakiplerin yetişmesine izin vererek, ürün olmadan üç ay beklemek?

B) Ürününüzü piyasaya sürün ve şimdi satışa başlayın?

Cevap B'dir. Ve bunu köprü kalıplama ile yapıyorum.Bir "köprü" aracı, ilk gerçek

üretim parçalarını üretmek için tasarlanmış daha sağlam bir 3B basılı kalıp (veya hızlı bir şekilde işlenmiş bir alüminyum kalıp)tır. Prototiplendirme ile seri üretim arasındaki boşluğu "köprüler".

Bu, 10-50 parça için değildir. Bu, son, son kullanım malzemesinde 500, 1.000 ve hatta 5.000'den fazla parça üretmek içindir. Yüksek kaliteli bir MJF veya SLA kalıbı kesinlikle bu miktarları kaldırabilir.

Köprünün Stratejik Değeri

• Bu strateji, sadece hızdan daha fazlasıdır; temel bir iş avantajıdır.Önce Pazara Girin:

• Rakibim hala kalıplarının yapılmasını beklerken, ürünümü mağaza raflarında veya müşterilere gönderirken görebilirim. Birçok sektörde, ilk hareket avantajı her şeydir.Erken Gelir Elde Edin: Bugün

• ürünümden nakit akışı oluşturmaya başlayabilirim. Bu gelir, hala üretilmekte olan pahalı seri üretim kalıplamasına yardımcı olabilir.Gerçek Dünya Pazar Testi:

• Bu, bir ürünü test etmenin parlak, düşük riskli bir yoludur. 500.000 birimlik ilk satış tahminim yanlışsa ne olur? 80.000 dolarlık bir kalıp ve 100.000 birim envanter üzerinde oturmak yerine, bir köprü aracıyla 5.000 parça bir parti çalıştırabilirim. Bu, büyük sermaye harcamasına girmeden önce gerçek pazar talebini ölçmeme olanak tanır.Ürün Sürümlemeyi Etkinleştirin: Köprü kalıplama, bir yazılım şirketi gibi çalışmamı sağlar. Bir köprü aracıyla "Widget v1.0"'ı piyasaya sürebilirim. Bu satılırken, müşteri geri bildirimi toplayabilir, birkaç tasarım ayarı yapabilir ve sadece birkaç hafta sonra "Widget v1.1" için yeni Yeni bir otomatik hücre tasarlarken, bir günde üç farklı EOAT tasarımı 3B olarak basabilir ve bunları robot üzerinde test edebilirim. Hangisinin en güvenilir tutuşu ve en hızlı çevrim süresini sağladığını hızlı bir şekilde öğrenebilirim. Bu, otomasyon sürecini riske atar ve geleneksel üretim

ile imkansızdır.Bir plastik muhafaza bileşenine ihtiyaç duyan bir şirket olan Interroll'dan bir örnek olay, bunu mükemmel bir şekilde vurguladı. Üretim hacimleri çılgınca değişiyordu. Hem

3B baskı hem de enjeksiyon kalıplama kullanarak, tedariklerini istikrarlı tutabilir, maliyetleri yönetebilir ve esnek kalabilir, herhangi bir zamanda talep için doğru süreci kullanabilirlerdi.

3. Kahraman Olmayan Kahraman: 3B Basılı Jigler ve Fikstürler

Bu, bir kalıplama atölyesinde 3B baskının en pratik, yüksek ROI uygulamalarından biridir, ancak en az dikkati çeker. Enjeksiyon kalıplama süreci

• , parça çıkarıldığında durmaz. Parçanın genellikle soğutulması, kontrol edilmesi, monte edilmesi veya üzerinde ikincil işlemler yapılması gerekir. Bunu tutarlı ve hızlı bir şekilde yapmak için jigler ve fikstürler kullanırız.Jigler:

• Bir araca rehberlik eder (örneğin, bir matkap kılavuzu, bir düzeltme kılavuzu).Fikstürler:

Bir parçayı belirli, tekrarlanabilir bir konumda tutar (örneğin, bir soğutma fikstürü, bir montaj yuvası, bir QC denetim fikstürü).

Geleneksel olarak, bu araçlar alüminyum veya asetalden (Delrin) özenle işleniyordu. Bu yavaş, pahalıydı ve yetenekli bir makinist gerektiriyordu, onları yüksek değerli işlerden (kalıp yapmak gibi) uzaklaştırıyordu.

Bugün, onları 3B olarak basıyorum. Hepsi.

Neden Her Jig ve Fikstürü 3B Olarak Basıyorum

• Modern bir atölye katına girdiğimde, etki açıktır.Hız ve Maliyet:

• Bir makinist, karmaşık bir montaj fikstürü yapmak için tam bir gün ve 200 dolar malzeme harcayabilir. Aynı fikstürü bir gecede yaklaşık 30 dolarlık malzeme ile basabilirim. ROI çılgınca. Bir imalat şirketi olan John Crane, 3B basılı iş tutma cihazları kullanarak makine kurulum süresinden %80 tasarruf etti.Ergonomi ve Ağırlık: İşlenmiş alüminyum fikstürler ağırdır. 8 saatlik bir vardiyada, o fikstürü yüzlerce kez kaldıran bir operatör yorgunluk yaşayacaktır. Aynı fikstürü, CNC işleme

• sınıfı ABS veya karbon fiber dolgulu Naylon gibi bir malzeme kullanarak 3B olarak basabilirim, bu da onu %70-90 daha hafif hale getirir. Bu, operatör ergonomisini iyileştirir ve yorgunluğu azaltır.Mükemmel Uygunluk: Kalıplanmış bir parça nadiren mükemmel bir bloktur. Karmaşık eğrileri, alt kesimleri ve nervürleri vardır. Bu karmaşık şekli mükemmel bir şekilde saran bir fikstür işlemek zordur. 3B baskı ile bu önemsizdir. Orijinal parçanın 3B modelini

• alırım, CAD yazılımımda bir bloktan çıkarırım ve mükemmel, özel yapım bir yuvam olur.Anında Yineleme: Audi fabrikasındaki bir mühendis, 3B baskının, araçları hızlı bir şekilde yapmalarını ve montaj hattındaki meslektaşlarından gelen özel isteklere yanıt vermelerini sağladığını belirtti. Bir operatör, "Bu fikstür bu tutamaç farklı açıda olsaydı daha iyi olurdu" derse, bu değişikliği bilgisayarda yapabilir ve ertesi sabah ellerinde yeni, geliştirilmiş bir araç olabilir. Verimli ve mutlu bir üretim hattını gerçekten

böyle inşa edersiniz.

Polaris ve Medtronic gibi şirketler, bu stratejiyi uygulayarak büyük tasarruflar ve verimlilik artışları bildirdiler. Bir kalıp basmak kadar "seksi" değil, ancak maliyet, hız ve verimlilik üzerindeki günlük etki muazzam.

4. Otomasyon Etkinleştirici: 3B Basılı Kol Sonu Takımlama (EOAT)

Dördüncü alan, jigler ve fikstürlerin bir uzantısıdır, ancak robotlar için.Modern, otomatik bir plastik enjeksiyon kalıplama hücresinde, bir robot kolu içeri girer, parçayı (veya parçaları) kalıptan kapar ve bir sonraki istasyona (bir düzeltme istasyonu, QC kamerası veya konveyör bandı gibi) taşır. O robotun "eli" geleneksel üretim

olarak adlandırılır.

• Bu EOAT, özel bir mühendislik parçasıdır. Şunları içerebilir:

• Kavrayıcılar (pnömatik veya mekanik)

• Vakum kapları

• Parçayı algılamak için sensörler

Yolluk kesmek için kesme bıçakları

Jigler gibi, bunlar geleneksel olarak alüminyumdan özel olarak işleniyordu. Bu büyük bir darboğaz yarattı. Bir ürün tasarımı her değiştiğinde veya yeni bir proje başladığında, yeni, pahalı bir EOAT'nin işlenmesi için haftalarca beklemeniz gerekiyordu.

3B Baskı Kalıplama Otomasyonunda Nasıl Devrim Yaratıyor

• 3B baskı bu darboğazı parçalar ve yeni tasarım olanaklarının kilidini açar.Hafifletme Anahtardır: Bir robot kolunun maksimum yük kapasitesi vardır. EOAT ne kadar ağırsa, hareket ettirdiği parça için o kadar az "yük" kalır ve robotun ataletini yönetmek için o kadar yavaş hareket etmesi gerekir. EOAT'yi hafif polimerlerden 3B olarak basarak, ağırlığını önemli ölçüde azaltabilirim. Bu, robotun daha hızlı hareket etmesini sağlar, bu da doğrudan üretim sürecinin kullanarak çevrim süresini

• azaltır. 15 saniyelik bir çevrim süresinden yarım saniye bile tasarruf etmek, bir milyon parçalık bir çalışmada binlerce dolarlık kar ekler.Konsolidasyon ve Karmaşık Geometriler: İşler gerçekten zarifleştiği yer burasıdır. Geleneksel bir EOAT, ana gövdeye ek olarak, tüm vakum kapları ve pnömatik kavrayıcılar için ayrı braketlere, borulara ve hortumlara sahiptir. 3B baskı (özellikle SLS veya MJF) ile, tüm o hava kanallarını EOAT'nin doğrudan gövdesine

• tasarlayabilirim. Bir zamanlar 20 ayrı parça olan şey, 1 tek, 3B basılı bir bileşen haline gelir. Bu daha hafiftir, daha az arıza noktasına sahiptir ve inanılmaz derecede hızlı bir şekilde monte edilir.Özel, Uygun Kavrayıcılar:

• Fikstürlerde olduğu gibi, parçamın karmaşık şekline mükemmel bir şekilde kalıplanmış kavrayıcılar tasarlayabilirim. Bu, çizilemeyen şeffaf optik parçalar veya yüksek kozmetik yüzeyler için kritik olan daha güvenli, hassas bir tutuş sağlar.Otomasyon İçin Hızlı Prototiplendirme: Yeni bir otomatik hücre tasarlarken, bir günde üç farklı EOAT tasarımı 3B olarak basabilir ve bunları robot üzerinde test edebilirim. Hangisinin en güvenilir tutuşu ve en hızlı çevrim süresini sağladığını hızlı bir şekilde öğrenebilirim. Bu, otomasyon sürecini riske atar ve geleneksel üretim

ile imkansızdır.

Son Karar: Karşılaştırmayı Bırakın, Entegre Etmeye Başlayın Plastik enjeksiyon kalıplama ve 3B baskı

tartışması sona erdi. Profesyonel topluluk cevabı biliyor: İkisine de ihtiyacınız var.

Onları rakip olarak düşünmek, bir anahtar mı yoksa bir tornavida mı almanız gerektiği konusunda tartışmak gibidir. Farklı işler için farklı araçlardır ve ciddi bir inşaatçının her ikisine de alet çantasında ihtiyacı vardır.

1. kullanıyorum.Şekil ve uyum kontrolleri için ilk konsept prototiplerini oluşturmak için 3B baskı (FDM/SLA)

2. kullanıyorum.Kalıp tasarımımı ve üretim sürecimi 100-500 parça ile doğrulamak için 3B baskı (SLA/MJF) kullanarak Hızlı Kalıplama (basılı bir kalıp) oluşturuyorum.Ürünümü pazara ulaştırmak ve 10 hafta önce gelir elde etmek için ilk 5.000 birimi çalıştırmak için bu kalıbı

3. Köprü Kalıplama olarak kullanıyorum.Bu olurken, otomatik montaj ve QC hattım için ihtiyacım olacak tüm özel

4. jigleri, fikstürleri ve EOAT'yi oluşturmak için 3B baskı (SLS/FDM) kullanıyorum.Sertleştirilmiş çelik üretim kalıbım geldiğinde,

5. zaten kurulmuş ve riski azaltılmıştır. "Takabilir" ve sıfır kesinti süresiyle milyonlarca parçaya ölçeklendirebilirim.zaten kurulmuş ve riski azaltılmıştır. "Takabilir" ve sıfır kesinti süresiyle milyonlarca parçaya ölçeklendirebilirim.Bu yeni iş akışıdır.

3B baskı, plastik enjeksiyon kalıplama ile rekabet etmez; onu her zamankinden daha hızlı, daha ucuz, daha az riskli ve daha verimli hale getirir.