Bisakah pencetakan 3D logam mengurangi biaya produksi percobaan cetakan?

1. Biaya material: dari "mengurangi limbah material" menjadi "memanfaatkan material dengan lebih baik".
Produksi uji coba cetakan tradisional menggunakan pemrosesan subtraktif, yang berarti kurang dari 50% bahan yang digunakan. Hal ini terutama berlaku untuk cetakan dengan struktur kompleks, seperti cetakan saluran air pendingin konformal, yang memerlukan saluran aliran internal yang dipotong melalui pengeboran, penggilingan, dan proses lainnya. Artinya banyak material yang terbuang. Misalnya, untuk membuat cetakan gagang sikat gigi elektrik tertentu, Anda membutuhkan 2,1 kg baja tahan karat, namun pada akhirnya Anda hanya mendapatkan 1 kg cetakan yang berguna, yang berarti 52% bahannya terbuang sia-sia.

Pencetakan 3D logam menggunakan manufaktur aditif, yang berarti bahan ditambahkan sesuai kebutuhan dan hanya ada sedikit limbah. Misalnya, tingkat pemanfaatan material bubuk baja tahan karat dengan konduktivitas termal tinggi Yishu ESU-EM201 bisa lebih dari 95%. Setelah pencetakan 3D dengan sisipan cetakan yang sama, hanya diperlukan 1,05 kg bahan untuk menyelesaikan pekerjaan, sehingga menghemat biaya bahan hingga setengahnya. Selain itu, sisa bubuk dapat digunakan kembali, yang akan semakin menurunkan biaya bahan seiring waktu.

2. Biaya pemrosesan berubah dari "kolaborasi-multiproses" menjadi "integrasi peralatan tunggal".
Pembuatan uji coba cetakan tradisional memerlukan banyak langkah, termasuk pemotongan, EDM, pemotongan kawat, dan pemolesan. Dibutuhkan juga banyak peralatan, seperti mesin milling CNC, pusat permesinan, dan mesin EDM. Artinya, biaya peralatan dan tenaga kerja cukup besar. Misalnya, membuat cetakan untuk suku cadang mobil tertentu dengan menggunakan metode tradisional membutuhkan 5 set peralatan, 3 pekerja, dan 72 jam kerja, serta biaya 12.000 yuan.

Dengan pencetakan 3D logam, semua langkah produksi dapat dilakukan hanya dengan satu perangkat, sehingga tidak perlu beberapa proses untuk bekerja sama. Misalnya, printer 3D logam laser ganda EP-M250 Pro dapat menyebarkan bubuk dalam satu lapisan dalam waktu kurang dari 8 detik. Kecepatan pencetakan tertingginya mungkin 2,5 kali lipat dari proses ketebalan lapisan laser tunggal 50 μm, dan kepadatan relatif bagian-bagiannya di atas 99,99%. Setelah mencetak 3D cetakan yang sama untuk suku cadang otomotif, hanya diperlukan satu mesin, satu operator, dan waktu pencetakan 24 jam. Ini memotong biaya pemrosesan sebesar 67% menjadi 4000 yuan.

3. Biaya siklus: dari "bulan iterasi" hingga "hari validasi"
Siklus pembuatan percobaan cetakan tradisional memakan waktu lama, terutama untuk cetakan dengan struktur rumit yang perlu diuji dan diperbaiki berulang kali. Ini mungkin memakan waktu beberapa bulan. Misalnya, diperlukan waktu 6 bulan mulai dari desain hingga produksi uji coba untuk cetakan bilah mesin penerbangan tertentu. Dalam kurun waktu tersebut diperlukan 5 kali perbaikan, dengan setiap siklus perbaikan memakan waktu 2 minggu, sehingga biaya siklus tersebut cukup tinggi.

Pencetakan 3D logam memudahkan perubahan desain dan pembuatan cetakan baru hanya dalam beberapa jam, sehingga menghemat banyak uang dibandingkan dengan "membalikkan dan memulai kembali". Dengan menggunakan contoh cetakan cangkang produk elektronik tertentu, tim desain menyelesaikan lima iterasi dalam tiga hari dengan pencetakan 3D. Setiap iterasi hanya membutuhkan biaya 200 yuan, sedangkan cara lama memakan waktu dua minggu dan biaya 5.000 yuan per iterasi. Selain itu, pencetakan 3D memungkinkan "produksi-sesuai permintaan", yang berarti pesanan dalam jumlah kecil sebanyak 1 hingga 1000 buah tidak memerlukan cetakan, sehingga lebih mempercepat proses produksi percobaan.

4. Biaya Kualitas: Dari "Pendinginan Lokal yang Tidak Merata" hingga "Optimasi Suhu Global"
Desain sistem pendingin cetakan pada umumnya terbatas, sehingga sulit untuk mendinginkan cetakan dengan struktur rumit secara merata. Hal ini dapat menyebabkan masalah seperti distorsi dan lengkungan produk, dengan tingkat kegagalan hingga 15%. Untuk cetakan injeksi tertentu, desain tradisional sirkuit air pendingin menyebabkan perbedaan suhu produk sebesar 10 derajat, tingkat kesalahan 12%, dan biaya kualitas sebesar 8% dari total biaya produksi.

Pencetakan 3D logam dapat membuat sirkuit air pendingin konformal yang menyebarkan panas lebih merata. Desain jalur air spiral pada sisipan cetakan yang dicetak oleh Yisu ESU-EM201 memangkas waktu yang dibutuhkan produk untuk mencapai suhu tertinggi dari 19,5 detik menjadi 13,02 detik. Hal ini juga memotong perbedaan suhu keseluruhan dari 10 derajat menjadi 3 derajat, memperpendek siklus pendinginan sebesar 33%, menurunkan tingkat kerusakan menjadi 2%, dan menurunkan rasio biaya kualitas menjadi 1,5%. Dalam jangka panjang, desain saluran air pendingin konformal dapat membuat cetakan bertahan lebih lama, mengurangi kelelahan termal, dan menurunkan biaya kualitas lebih jauh.

5. Optimalisasi desain: beralih dari "kompromi struktural" ke "integrasi fungsional"
Desain cetakan tradisional dibatasi oleh teknik, dan sulit membuat struktur yang rumit, sehingga desainer harus berkompromi untuk menekan harga. Misalnya, untuk mempermudah desain sirkuit air pendingin, metode standar mengharuskan pelepasan kekuatan cetakan, yang mengurangi umur cetakan sebesar 30%.

Pencetakan 3D logam memberi Anda banyak keserbagunaan dalam hal desain. Ini dapat membuat bentuk rumit seperti saluran pendingin fleksibel dan rusuk penguat internal tanpa kehilangan kualitas. Dengan menggunakan cetakan bagian pembentuk panas Audi sebagai contoh, pencetakan 3D telah meningkatkan topologi desain internal cetakan untuk saluran pendingin, yang telah meningkatkan efisiensi pendinginan sebesar 25% dan memperpanjang masa pakai cetakan sebesar 40%. 3Pencetakan D juga mempermudah pembuatan benda-benda yang ringan, sehingga menurunkan berat cetakan dengan membuang bahan tambahan. Ini juga menurunkan harga bahan dan pengiriman.