Tại sao in 3D không thể thay thế công nghệ truyền thống

Tại sao in 3D không thể thay thế công nghệ truyền thống

Mặc dù in 3D phát triển liên tục nhưng có một số hạn chế mà công nghệ không thể vượt qua.

In 3D đã được sử dụng trong sản xuất hàng loạt. Boeing đang in 3D hơn 200 bộ phận  máy bay của mình, Airbus sẽ in 3D hơn 30 tấn các bộ phận trong tháng tới, và  GE có Leap Engine. Gần đây, Stratasys và Formlabs sản xuất các máy tự động thay thế khung trong các máy in tương ứng của công ty. Điều này có thể làm cho in 3D hấp dẫn với số lượng lớn hơn.

Stratasys Demonstrator giúp tăng khả năng in cho máy in 3D. Mỗi máy in có thể giao tiếp trong thời gian thực. Máy này không bị dừng giữa các chi tiết hoặc giữa các công việc. FDM cũng loại bỏ một số quy trình, như bảo dưỡng, cần thiết cho các bộ phận SLA.

Các bài viết về Thiết kế máy gần đây đã thảo luận cách in 3D đang làm gián đoạn các thị trường khác nhau, bao gồm ô tô, hàng không vũ trụ , điện tử và trò chơi. Tuy như vậy nhưng công nghệ hiện tại không có khả năng thay thế các công nghệ truyền thống. Ron Hawley đã nói, giám đốc khoa học của Integrated Composite Products Inc. (ICP) đã đưa ra ví dụ sau: “Hãy tưởng tượng chiếc xe bốn bánh. Nó có thể được làm bằng rất nhiều kim loại. Nhà sản xuất của nó có thể có quyền truy cập vào một nhà máy và một số thiết bị uốn, vì vậy nó có vẻ hợp lý. Tuy nhiên, khi doanh thu tăng, bạn cần phải làm mọi thứ nhanh hơn để theo kịp nhu cầu. Nếu phay một phần mất 20 phút, đúc nó có thể mất năm phút. Trong ví dụ này, nó không cần thiết để tiết kiệm trọng lượng hoặc chi phí – nó là bắt buộc để thêm vào đơn đặt hàng. Nếu bạn đang làm 200 ngàn chi tiết mỗi năm, nó có thể không thể làm thể đáp ứng” ông tiếp tục. “Với ví dụ trên, bạn chỉ có khoảng 100.000 chu kỳ năm phút trong một năm. “Nhựa nhiệt dẻo tốt cho sản xuất hàng loạt. Sản xuất nhanh chóng của nhựa nhiệt dẻo có thể giảm thời gian giữ và cài đặt. Nhiều chi tiết có thể được đúc trong ít hơn 5 phút.”

In 3D có thể in các phần phức tạp và trong vài năm qua, các vật liệu có thể in 3D đã mở rộng rất nhiều. Tuy nhiên, khi nhu cầu đạt tới hàng trăm nghìn sản phẩm, quy trình nhanh hơn sẽ luôn thắng. Các công nghệ mới đã tăng tốc độ in 3D. Công nghệ Multi Jet Fusion của Hewlett-Packard tuyên bố in nhanh gấp 10 lần so với các máy in 3D khác. Carbon 3D cũng đã tuyên bố in nhanh gấp 10 lần với khả năng in nhanh hơn 100 lần theo thời gian.

Quá trình Multi Jet Fusion có khả năng sản xuất các bộ phận phức tạp, chẳng hạn như bản lề này với các tính năng clip tích hợp sẵn.

Điều này thật tuyệt vời – và nó đã tiết kiệm tiền cho các sản phẩm cụ thể đã trải qua phân tích, điều đó xác định rằng in 3D sẽ là quá trình tốt nhất. Nhưng khi bạn cần phải sản xuất một sản phẩm trong một phút mà có thể dễ dàng được tiêm đúc, in 3D thì khó thực hiện được.

Senvol, một tư vấn tập trung vào in ấn 3D, đã tìm ra cách để giúp thu hẹp khoảng cách và nghĩ ra những cách khác mà in 3D có thể cạnh tranh tốt hơn với quy trình truyền thống. Công ty đã xác định được bảy chuỗi cung ứng có xu hướng tự vay tốt cho sản xuất phụ gia. Nó sử dụng các phương pháp này trong một thuật toán để cho thấy in 3D có thể tăng giá trị cho các công ty theo nhiều cách khác nhau.

  1. Chi phí cao để sản xuất: Nếu thiết kế phức tạp hoặc chi phí cố định cao dẫn đến giá cao, hoặc số lượng sản xuất nhỏ, AM có thể là phương pháp tiếp cận hiệu quả về chi phí hơn.
  2. Thời gian dài: Chi phí thời gian sản xuất thường rất cao vì thời gian trên các bộ phận AM có thể cung cấp một giải pháp cho việc này.
  3. Chi phí hàng tồn kho cao: AM cho phép sản xuất theo yêu cầu, giảm nhu cầu về hàng tồn kho.
  4. Duy nhất có nguồn gốc từ các nhà cung cấp: Bằng các bộ phận đủ điều kiện cho AM, các công ty sẽ không còn phụ thuộc vào nhà cung cấp nữa.
  5. Vị trí từ xa: khi các vị trí từ xa hạn chế phân phối các bộ phận, AM tại chỗ có thể loại dành thời gian phân phối.
  6. Chi phí xuất nhập khẩu cao: Sản xuất AM tại chỗ cũng giúp loại bỏ chi phí xuất nhập khẩu cao.
  7. Chức năng cải tiến: AM có thể thiết kế lại các bộ phận để cải thiện hiệu suất, dẫn đến lợi nhuận hoặc thị phần lớn hơn.

Tương tự có 5 giai đoạn in 3D mà các giám đốc điều hành cấp cao nên chuẩn bị.

  1. Chu kỳ phát triển sản phẩm tăng tốc
  2. Chiến lược và bước ngoạc sản xuất mới
  3. Chuyển nguồn lợi nhuận
  4. Các khả năng mới
  5. Đối thủ cạnh tranh gây rối

Tìm các bộ phận có số lượng nhỏ, giá trị cao, độ phức tạp cao và / hoặc chi phí lao động cao để in 3D có thể đem lại lợi thế. Đối với các bộ phận có chi phí lao động cao, in 3D có thể giảm hoặc loại bỏ thời gian lắp ráp, và tự động hóa quá trình xây dựng để tổng thể lao động giảm. Các tính năng mới có thể được thêm vào các bộ phận để cải thiện hiệu suất hoặc tăng giá trị của các bộ phận. Trong một nghiên cứu được thực hiện bởi Formlabs, chi phí để thực hiện một sản phẩm đã giảm hơn 40%.

Chi tiết in 3D cho máy bay trực thăng Bell cải thiện luồng không khí tổng thể, cung cấp hỗ trợ tích hợp và có bộ phận được in trực tiếp trên đó. Điều này sẽ không thể thực hiện được với quy trình xoay vòng.

Một trong những tính năng có giá trị — và trình điều khiển thứ ba — là tùy chỉnh và cá nhân hóa. In 3D cho phép các bộ phận được tùy chỉnh mà không cần thêm chi phí. Điều này có thể thêm các luồng doanh thu mới vào một công ty và giảm thiểu khối lượng công việc xuống với các biến động của thị trường, theo mùa hoặc theo cách khác. Trong nhiều trường hợp, thêm cảnh báo an toàn, bộ phận số hoặc hướng dẫn các bộ phận tránh quá trình thêm hình dán hoặc đề can trên một chi tiết.

Hiểu rằng in 3D cung cấp các khả năng mới có thể yêu cầu một cách thiết kế mới. Khi các quy trình truyền thống có thể bị hạn chế về hình dạng do các giới hạn phôi hoặc đúc, việc in 3D có thể tận dụng tối ưu hóa địa hình. Các kỹ sư cần phải bắt đầu suy nghĩ theo những cách sáng tạo để sử dụng tốt in 3D. Các kỹ sư cần phải thay đổi cách họ nghĩ nếu một sản phẩm sử dụng chính có thể được in 3D.

Sử dụng quy trình truyền thống làm cho các khối thủy lực có thể không hiệu quả, nhưng in 3D có thể làm tròn các góc để cải thiện hiệu suất. Ngoài ra, trọng lượng tổng thể giảm. Renishaw đã sản xuất một số bộ phận thủy lực trên đội đua Land Rover Ben Ainsile, và trong khi nhóm không muốn tiết lộ quá nhiều chi tiết thiết kế, họ đã nói rằng trọng lượng trong một thiết kế đa tạp AM mới đã giảm 60%, với sự gia tăng hiệu suất hơn 20%.

Tất cả những lợi ích này có thể giúp giảm chi phí và thêm luồng doanh thu mới. Nó giảm thời gian tung ra thị trường, cung cấp khuôn mẫu, tạo công cụ cho sản xuất, hoặc thậm chí sản xuất trực tiếp các bộ phận sử dụng. Cho đến hiện nay, và miễn là một số bộ phận cần phải được sản xuất trong vài giây, in 3D sẽ tiếp tục phát triển ở nhiều thị trường – nhưng sẽ không thay thế hoàn toàn quá trình truyền thống.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *