آیا محدودیت هایی در استفاده از قطعات ماشین آلات چاپی وجود دارد؟

در سالهای اخیر ، فناوری چاپ سه بعدی به عنوان یک نیروی انقلابی در صنعت تولید ظاهر شده است و این پتانسیل را فراهم می کند که شیوه طراحی و تولید قطعات ماشین آلات را تغییر دهد. من به عنوان یک تامین کننده قسمت ماشین آلات ، من شاهد دست اول علاقه فزاینده ای به قطعات ماشین آلات چاپی سه بعدی از مشتریان هستیم. جذابیت چاپ سه بعدی در توانایی آن در ایجاد هندسه های پیچیده ، کاهش ضایعات و سرعت بخشیدن به روند تولید نهفته است. با این حال ، مانند هر فناوری ، بدون محدودیت های آن نیست. در این پست وبلاگ ، برخی از محدودیت های اصلی استفاده از قطعات ماشین آلات چاپی سه بعدی را بررسی خواهم کرد.

محدودیت های مادی

یکی از مهمترین محدودیت های قطعات ماشین آلات چاپی سه بعدی ، دامنه مواد موجود است. در حالی که لیست مواد قابل چاپ در حال گسترش است ، هنوز هم از انواع مواد مورد استفاده در روش های تولید سنتی عقب مانده است. به عنوان مثال ، در ماشینکاری سنتی ، می توانیم طیف گسترده ای از فلزات ، پلاستیک ها و کامپوزیت ها را انتخاب کنیم که هر کدام دارای خواص منحصر به فرد خود مانند مقاومت بالا ، مقاومت در برابر خوردگی یا تحمل گرما هستند.

در چاپ سه بعدی ، انتخاب مواد محدودتر است. مواد متداول برای چاپ سه بعدی شامل پلاستیک هایی مانند ABS ، PLA و PETG و همچنین برخی از فلزات مانند تیتانیوم و آلومینیوم است. با این حال ، خواص مکانیکی مواد چاپی سه بعدی ممکن است همیشه مطابق با همتایان سنتی آنها نباشد. به عنوان مثال ، فلزات چاپ شده سه بعدی اغلب در مقایسه با جعلی یاقسمت ماشین آلات بازیگرانفلزات ، که می توانند بر قدرت ، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خستگی تأثیر بگذارند.

کیفیت و قوام مواد چاپ سه بعدی نیز می تواند بین تأمین کنندگان متفاوت باشد. این تنوع می تواند اطمینان حاصل شود که قسمتهای نهایی مشخصات مورد نیاز را برآورده می کنند. در مقابل ، روشهای تولید سنتی فرایندهای کنترل کیفیت خوبی برای مواد دارند که می توانند نتایج قابل اطمینان تر و مداوم تری ارائه دهند.

پایان سطح و تحمل

محدودیت دیگر قطعات ماشین آلات چاپ شده سه بعدی ، پایان سطح و دقت بعدی است. فرآیندهای چاپ سه بعدی به طور معمول یک لایه به لایه را روی سطح قطعات چاپی می گذارند ، که ممکن است برای برنامه های کاربردی که نیاز به یک سطح صاف دارند ، مناسب نباشد. در حالی که می توان از تکنیک های پس از پردازش مانند شن و ماسه ، جلا دادن یا پوشش برای بهبود سطح سطح استفاده کرد ، این مراحل اضافی زمان و هزینه را به فرآیند تولید اضافه می کند.

از نظر دقت بعدی ، چاپ سه بعدی محدودیت هایی در دستیابی به تحمل های محکم دارد. صحت قطعات چاپی سه بعدی به عوامل مختلفی از جمله وضوح چاپگر ، خصوصیات مواد و خود فرآیند چاپ بستگی دارد. در بعضی موارد ، تغییرات بعدی در قطعات چاپی سه بعدی ممکن است برای استفاده در برنامه های دقیق ماشین آلات بسیار زیاد باشد. از طرف دیگر ، روشهای سنتی ماشینکاری می توانند به سطوح بسیار بالاتری از دقت و تحمل های محکم دست یابند و آنها را برای قطعاتی که نیاز به متناسب و عملکرد دقیق دارند ، مناسب تر می کند.

سرعت و حجم تولید

اگرچه چاپ سه بعدی اغلب به عنوان یک روش تولید سریع مورد استفاده قرار می گیرد ، اما ممکن است کارآمدترین گزینه برای تولید در مقیاس بزرگ نباشد. فرآیند چاپ به طور معمول در مقایسه با تکنیک های سنتی تولید انبوه مانند قالب تزریق یاقسمت ماشین آلات ریخته گریبشر هر لایه از قسمت چاپی سه بعدی باید به صورت متوالی ساخته شود ، که می تواند زمان قابل توجهی را به ویژه برای قطعات بزرگتر یا پیچیده تر به خود اختصاص دهد.

برای تولید با حجم بالا ، زمان و هزینه مرتبط با چاپ سه بعدی می تواند ممنوع شود. روشهای تولید سنتی می توانند با استفاده از اقتصاد مقیاس ، مقادیر زیادی قطعات را در یک دوره نسبتاً کوتاه تولید کنند. این باعث می شود آنها برای قطعات ماشین آلات تولید انبوه مقرون به صرفه تر شوند. با این حال ، چاپ سه بعدی می تواند گزینه ای عالی برای تولید کم حجم ، نمونه سازی یا قطعات سفارشی باشد که در آن امکان تولید سریع طرح های منحصر به فرد از سرعت آهسته تر تولید بیشتر است.

ملاحظات هزینه

هزینه چاپ سه بعدی می تواند یک محدودیت اساسی باشد ، به خصوص برای قطعات ماشین آلات بزرگ یا پیچیده. سرمایه گذاری اولیه در تجهیزات چاپ سه بعدی می تواند قابل توجه باشد و هزینه مواد نیز می تواند نسبتاً زیاد باشد. علاوه بر این ، همانطور که در ابتدا گفته شد ، ممکن است مراحل پس از پردازش برای بهبود سطح سطح و دقت بعدی قطعات چاپی سه بعدی مورد نیاز باشد ، که به هزینه کلی می افزاید.

در مقابل ، روش های تولید سنتی می تواند برای انواع خاصی از قطعات ، به ویژه هنگامی که در حجم های زیادی تولید می شود ، مقرون به صرفه تر باشد. به عنوان مثال ،قسمت ماشین آلات فلزیتولید با استفاده از تکنیک های ماشینکاری سنتی می تواند از زنجیره های تأمین شده و اقدامات صرفه جویی در هزینه استفاده کند. با این حال ، برای تولید در مقیاس کوچک یا سفارشی ، هزینه ابزار و راه اندازی در تولید سنتی می تواند یک مانع مهم باشد و چاپ سه بعدی گزینه ای مناسب تر را ایجاد می کند.

پیچیدگی و عملکرد طراحی

در حالی که چاپ سه بعدی امکان ایجاد هندسه های بسیار پیچیده را فراهم می کند که دستیابی به روشهای تولید سنتی دشوار یا غیرممکن است ، اما هنوز هم محدودیت هایی از نظر پیچیدگی و عملکرد طراحی وجود دارد. به عنوان مثال ، برخی از فرآیندهای چاپ سه بعدی ممکن است در چاپ کانال های داخلی یا حفره ها محدودیت هایی داشته باشند که می تواند برای کاربردهایی مانند جریان سیال یا انتقال حرارت مهم باشد.

علاوه بر این ، عملکرد قطعات چاپی سه بعدی ممکن است توسط مواد موجود و فرآیند چاپ محدود شود. به عنوان مثال ، قطعاتی که نیاز به هدایت الکتریکی یا هدایت حرارتی بالا دارند ممکن است با استفاده از چاپ سه بعدی به راحتی تولید نشوند ، زیرا مواد موجود ممکن است خواص لازم را نداشته باشند. از طرف دیگر ، روشهای تولید سنتی اغلب می توانند انعطاف پذیری بیشتری را از نظر دستیابی به نیازهای خاص عملکردی فراهم کنند.

کنترل کیفیت و صدور گواهینامه

اطمینان از کیفیت و قابلیت اطمینان قطعات ماشین آلات چاپی سه بعدی می تواند یک چالش باشد. بر خلاف روشهای تولید سنتی ، که دارای استانداردهای کنترل کیفیت و فرآیندهای صدور گواهینامه هستند ، کنترل کیفیت قطعات چاپی سه بعدی هنوز در مراحل اولیه توسعه است. کمبود روشهای تست استاندارد و دستورالعمل های کنترل کیفیت در سطح صنعت برای قطعات چاپی سه بعدی وجود دارد.

این امر می تواند اعتماد به نفس مشتریان را برای عملکرد و قابلیت اطمینان قطعات ماشین آلات چاپی سه بعدی ، به ویژه در برنامه های مهم که ایمنی و قابلیت اطمینان از اهمیت بالایی برخوردار هستند ، دشوار کند. در تولید سنتی ، قطعات را می توان برای رعایت استانداردهای خاص صنعت ، آزمایش و تأیید کرد و اطمینان به مشتریان داد.

پایان

با وجود مزایای بسیاری ، فناوری چاپ سه بعدی در هنگام تولید قطعات ماشین آلات محدودیت های مختلفی دارد. این محدودیت ها شامل محدودیت های مادی ، مسائل مربوط به سطح و تحمل ، سرعت تولید و محدودیت های حجم ، ملاحظات هزینه ، پیچیدگی طراحی و محدودیت های عملکرد و چالش های کنترل کیفیت و صدور گواهینامه است.

من به عنوان یک تامین کننده قسمت ماشین آلات ، معتقدم که چاپ سه بعدی می تواند یک افزودنی ارزشمند برای قابلیت های تولید ما باشد ، به خصوص برای نمونه سازی ، قطعات سفارشی و تولید کم حجم. با این حال ، برای تولید در مقیاس بزرگ ، برنامه های با دقت بالا و قطعاتی با نیازهای عملکردی خاص ، روشهای تولید سنتی هنوز هم ممکن است انتخاب ارجح باشند.

ما می دانیم که نیازهای هر مشتری بی نظیر است و ما متعهد هستیم که بهترین راه حل را برای نیازهای قسمت ماشین آلات خود ارائه دهیم. چه چاپ سه بعدی باشد یا تولید سنتی ، ما تخصص و منابع لازم برای ارائه قطعات با کیفیت بالا را داریم. اگر علاقه مند به بحث در مورد نیازهای بخشی ماشین آلات خود هستید ، لطفاً برای مشاوره دقیق به ما مراجعه کنید و بهترین گزینه های تولیدی را برای پروژه خود کشف کنید.

منابع

• Gibson ، I. ، Rosen ، DW ، & Stucker ، B. (2015). فن آوری های تولید افزودنی: چاپ سه بعدی ، نمونه سازی سریع و تولید دیجیتالی مستقیم. اسپرینگر
• Wohlers ، T. ، & Gornet ، P. (2017). گزارش Wohlers 2017: چاپ سه بعدی و وضعیت تولید افزودنی صنعت. همکاران Wohlers.
• Maskery ، I. ، Hague ، RJM ، & Dickens ، PM (2016). طراحی برای تولید افزودنی: به سمت یک رویکرد جامع. مجموعه مقالات موسسه مهندسان مکانیک ، قسمت B: مجله ساخت مهندسی ، 230 (5) ، 683-697.