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Die Entwicklung von Additivpolymeren hilft traditionell gefertigten Teilen beim 3D-Druck

Da sich die additive Fertigung (AM) in der Fertigung immer mehr durchsetzt, erwägen viele traditionelle Hersteller, sie auch in Großserienumgebungen für bestimmte Anwendungen einzusetzen. Der Sprung in ein ganz neues Fertigungsgebiet kann jedoch entmutigend sein und wird mit der Anleitung erfahrener Mitarbeiter viel einfacher.

John Nanry, Mitbegründer und CEO von Fast Radius, sagte: „Es gibt viele Mythen rund um AM.“ Um festzustellen, ob AM für Ihre Anwendung geeignet ist, müssen Sie mit diesen Mythen brechen und Entscheidungen basierend auf dem aktuellen Stand von AM treffen.

Ist das Zusatzmaterial zuverlässig?

Im Fertigungsbereich ist die Qualität der Teile so gut wie das Material, aus dem sie bestehen, und die Zerbrechlichkeit oder Porosität von AM-Teilen lässt die Hersteller oft als Nachteil sehen. Obwohl diese Sichtweise in den Anfängen von AM begründet war, ist der Prozess nicht mehr auf Prototypen beschränkt. Viele moderne Additivmaterialien haben isotrope oder nahezu isotrope mechanische Eigenschaften, wodurch ihre Struktur spritzgegossenen Kunststoffen ähnelt.

Heutzutage können viele additive Fertigungsmaterialien direkt mit traditionellen Polymeren konkurrieren. CE 221 kann beispielsweise viele spröde Materialien ersetzen, einschließlich Epoxid- und Verbundmaterialien. Bei duktilen Materialien kann RPU 70 mit Polyurethan und Polycarbonat konkurrieren, während EPU 40/41 mit superelastischen Materialien wie Gummi und Elastomeren konkurrieren kann. Im Allgemeinen können additive Fertigungsmaterialien herkömmliche Materialien übertreffen.

Auch ältere AM-Kunststoffe haben sich in der Massenproduktion durchgesetzt. Im Luft- und Raumfahrtbereich hat beispielsweise die Leistungsfähigkeit des Polyetherimids ULTEM die FAA-Zertifizierung für unkritische Komponenten erhalten. Dieses Material wird häufig beim Fused Deposition Modeling (FDM) verwendet und sein Festigkeits-Gewichts-Verhältnis ähnelt einigen Aluminiumlegierungen, was es ideal macht, um bestimmte Schwermetalle und schwächere Kunststoffe zu ersetzen.

Natürlich hängen die Eigenschaften additiv gefertigter Teile nicht nur vom Material, sondern auch von der Technologie ab. Nanry sagte: „Während die frühe schichtweise 3D-Drucktechnologie normalerweise Teile produzierte, denen eine konsistente gerichtete Dichte fehlte, erzeugten neuere Methoden wie die Trommelpolymerisation und die Pulverbettfusion (PBF) eine höhere Dichte und mehr Gleichmäßigkeit. Teile.“ Moderne Technologie hat die Probleme, die in der Vergangenheit zu Ausfällen geführt haben, reduziert und dadurch die Konsistenz und Zuverlässigkeit von AM-Teilen verbessert.

Da AM viele traditionelle Materialien ersetzen kann, ist die von vielen Menschen gestellte Frage einfach: Kann dieses Teil hinzugefügt werden?

Die Entwicklung von Additivpolymeren hilft traditionell gefertigten Teilen beim 3D-Druck

Kannst du dieses Teil drucken?

Viele Teile haben strenge Spezifikationen, um die einzigartigen Anforderungen des Endprodukts zu erfüllen. Additive Fertigungsmaterialien werden jedoch in jeder Branche verwendet, von der Medizin über die Luft- und Raumfahrt bis hin zu Konsumgütern. Nanry sagte: „Es gibt viele Zusatzmaterialien, die so gut sind wie herkömmliche Kunststoffe oder sogar besser als herkömmliche Kunststoffe.“ „Ob Sie Artikel benötigen, die rauen Umgebungen standhalten oder nur Artikel mit hoher Haltbarkeit benötigen, AM kann Ihre Anforderungen erfüllen.“ Aufgrund des hohen Festigkeits-/Gewichtsverhältnisses und der hohen maximalen Einsatztemperatur können beispielsweise Materialien wie Epoxid 82 (EPX 82) werden häufig in der Landwirtschaft und im Bauwesen eingesetzt. Andererseits wird Hartpolyurethan 70 (RPU 70) aufgrund seiner Strapazierfähigkeit und Flexibilität häufig für Gehäuse verwendet.

Additive können auch Möglichkeiten für neue Teiledesigns schaffen. AM kann beispielsweise zum Zusammenführen von Teilen verwendet werden, wodurch teure und komplexe Komponenten überflüssig werden. In einigen Fällen kann die Teileverstärkung die Herstellung separater Scharniere, Unterlegscheiben oder Gewinde überflüssig machen Anschlüsse, was oft die Qualität der Teile verbessert. Darüber hinaus ermöglicht AM komplexe Gitter, die es dem Benutzer ermöglichen, das Gewicht der Teile zu reduzieren, ohne deren Festigkeit zu beeinträchtigen.

Tatsächlich werden ständig weitere Materialien entwickelt. HP 3D High Reusability TPA beispielsweise ist ein leichtes, flexibles Material mit verbesserter Widerstandsfähigkeit. Bei kaltem Wetter ist es außerdem extrem spröde, wodurch die Leistung des Elastomers unter dem Gefrierpunkt bleibt. Die Kombination dieser Eigenschaften macht ihn zur idealen Wahl für Sport bei kaltem Wetter, Airless-Reifen und Autoteile. Diesen Entwicklungstrend beizubehalten kann sehr profitabel sein, da Sie möglicherweise Materialien finden, die den Anforderungen Ihrer Anwendung entsprechen. Noch besser, neue Materialien können Sie dazu inspirieren, Teile auf ganz neue Weise zu handhaben.

Die Materialverfügbarkeit ist jedoch nur ein Problem, das andere sind die Kosten.

Sind die Kosten für Zusatzmaterialien zu hoch?

Bei der Abwägung der Machbarkeit der Produktion waren die Kosten immer der Hauptfaktor, und dies ist auch bei AM der Fall. Obwohl neuere Materialien tendenziell einen höheren Kostentrend aufweisen als Materialien, die mit traditionellen Fertigungstechniken hergestellt werden, werden technologische Fortschritte die Preise schnell nach unten drücken. Auch in hohen Produktionslinien haben viele additive Materialien den Punkt der Wirtschaftlichkeit erreicht.

Selbst wenn die Preise fallen, können die Stückkosten von Additiven Fertigungsmaterialien noch hoch sein, was verständlich ist, wenn dies einige Hersteller abschreckt. Materialkosten sind jedoch nicht die einzigen Kosten für die Herstellung von Teilen. Nanry sagte: „Es ist wichtig, die vollständige Kostenstruktur von additiven Fertigungsteilen zu bewerten.“ „Die Berechnung der Gesamtkosten (einschließlich Faktoren wie Werkzeug, Bearbeitung und Lagerung) zeigt, dass die Kosten für Additive in einigen Fällen deutlich niedriger sein können als bei CNC-Maschinen. Verarbeitung oder Spritzguss.“

Wenn sich Materialien und Technologien ständig ändern, können Außenstehende entmutigt sein. Nanry sagte: „Es hilft, mit der Zeit zu gehen oder mit versierten Leuten zu arbeiten.“

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Die Entwicklung von Additivpolymeren hilft traditionell gefertigten Teilen beim 3D-Druck3-, 4- und 5-Achsen-Präzision CNC-Bearbeitung Dienstleistungen für Aluminiumbearbeitung, Beryllium, Kohlenstoffstahl, Magnesium, Titanbearbeitung, Inconel, Platin, Superlegierung, Acetal, Polycarbonat, Fiberglas, Graphit und Holz. Kann Teile bis zu einem Drehdurchmesser von 98 Zoll bearbeiten. und +/-0.001 Zoll Geradheitstoleranz. Zu den Prozessen gehören Fräsen, Drehen, Bohren, Bohren, Gewindeschneiden, Gewindeschneiden, Umformen, Rändeln, Senken, Senken, Reiben und Laser schneiden. Sekundäre Dienstleistungen wie Montage, Spitzenlosschleifen, Wärmebehandlung, Plattieren und Schweißen. Prototyp und Klein- bis Großserienfertigung mit maximal 50,000 Einheiten angeboten. Geeignet für Fluidtechnik, Pneumatik, Hydraulik und Ventil Anwendungen. Bedient die Luft- und Raumfahrt-, Flugzeug-, Militär-, Medizin- und Verteidigungsindustrie. PTJ wird mit Ihnen Strategien entwickeln, um die kostengünstigsten Dienstleistungen anzubieten, die Ihnen helfen, Ihr Ziel zu erreichen. Willkommen bei uns ( [email protected] ) direkt für Ihr neues Projekt.