Ưu điểm và nhược điểm của in kim loại 3D là gì?
Có một số lợi ích và hạn chế liên quan đến in 3D kim loại, như sau:
Thuận lợi
- Dễ dàng sản xuất các mặt hàng có hình dạng phức tạp nhanh hơn các phương pháp sản xuất truyền thống
- Rẻ hơn so với nhiều phương pháp sản xuất thông thường đối với một số bộ phận
- Có khả năng tạo ra các đối tượng chính xác và có độ chi tiết cao
- Bởi vì các chi tiết có thể được bao gồm tại thời điểm lắp ráp, nó có thể tiết kiệm thời gian và tiền bạc so với các phương pháp sản xuất truyền thống hơn
- Các hình thức phức tạp có thể được tạo ra để tạo ra các vật thể nhẹ hơn mà không làm giảm độ bền, làm cho in kim loại 3D trở nên lý tưởng cho các ứng dụng ô tô, hàng không vũ trụ và không gian
- Rất ít lãng phí vật liệu
- Nhiều bộ phận của một tổ hợp phức tạp có thể được kết hợp thành một bộ phận duy nhất, giảm số lượng bộ phận và chi phí lắp ráp
Nhược điểm
- Chậm sản xuất các bộ phận được thiết kế cho sản xuất truyền thống, khiến cho việc sản xuất số lượng lớn không có tính cạnh tranh về chi phí
- Vật liệu kim loại bột đắt hơn kim loại không bột (ví dụ phôi hoặc thanh)
- Máy in 3D kim loại có thể đắt tiền
- Có thể yêu cầu hoàn thiện bề mặt và xử lý hậu kỳ các bộ phận in 3D
- Cung cấp độ chính xác và dung sai thấp hơn so với gia công CNC chuyên dụng
- Có thể cần xử lý nhiệt để giảm ứng suất bên trong vật phẩm in 3D hoặc đạt được độ bền tối đa cho kim loại
- Thiết kế các bộ phận kim loại 3D có thể phức tạp và yêu cầu dịch vụ của các kỹ sư CAD chuyên nghiệp
- Kích thước của các bộ phận bị giới hạn bởi khối lượng bản dựng của máy in 3D
Mục đích của in kim loại 3D là gì?
Những ưu điểm và nhược điểm của quy trình cung cấp cái nhìn sâu sắc về mục đích của in 3D bằng kim loại, cho thấy rằng nó rất phù hợp để sản xuất các bộ phận tương đối nhỏ, phức tạp, bao gồm cả nguyên mẫu. Nó cũng có thể tạo điều kiện thuận lợi cho công cụ sản xuất thông thường, giảm chi phí và giảm thời gian sản xuất.
Bằng cách kết hợp tính linh hoạt của in 3D với các tính chất cơ học của kim loại, công nghệ này đã được sử dụng trong toàn ngành, từ hạt dao có kênh làm mát cho đến cấu trúc nhẹ cho ngành hàng không vũ trụ, đến các bộ phận phức tạp được sử dụng trong môi trường đòi hỏi khắt khe. Các ứng dụng điển hình bao gồm tạo nguyên mẫu đầy đủ chức năng, tạo công cụ sản xuất, tạo công cụ cho khuôn hoặc miếng chèn, vỏ bọc, hệ thống ống dẫn, bộ trao đổi nhiệt và tản nhiệt.
Tất nhiên, các kim loại khác nhau cho phép in các vật thể khác nhau, ví dụ:
- Thép không gỉ: Hoàn hảo cho các vật thể sẽ tiếp xúc với chất lỏng ăn mòn, nước hoặc hơi nước, do khả năng chống ăn mòn tuyệt vời
- Đồng: Cánh bơm và cánh quạt hàng hải, đồ đạc cố định và các vật dụng trang trí khác, chẳng hạn như bình hoa
- Vàng: Có thể được sử dụng để in đồ trang sức
- Niken: Có thể được sử dụng để in các bộ phận của động cơ tua-bin hoặc thậm chí là tiền xu
- Nhôm: Lý tưởng cho các vật bằng kim loại, đặc biệt khi cần giảm nhẹ, chẳng hạn như với các bộ phận khung máy bay
- Titanium: Có khả năng sản xuất các bộ phận rất chắc chắn, chính xác như cấy ghép y tế (ví dụ: khớp hông) và các vật cố định và đồ vật rắn khác
In 3D kim loại có đắt không?
Các kỹ thuật in 3D khác nhau sử dụng các giải pháp khác nhau cho ngành với các vật liệu và độ phức tạp khác nhau, nghĩa là chi phí in 3D trên kim loại có thể thay đổi đáng kể. Tuy nhiên, phần lớn chi phí đến từ máy in 3D, có thể chiếm một tỷ lệ lớn trong tổng chi phí cho quá trình sản xuất, bên cạnh nhân công, vật liệu, chuẩn bị và xử lý hậu kỳ. Yêu cầu đối với vật liệu dạng bột chất lượng cao cũng làm tăng thêm chi phí in kim loại 3D vì chúng đắt hơn so với kim loại không dạng bột với cùng số lượng.
Như đã đề cập, giá máy in có thể cao, với chi phí vài hoặc thậm chí hàng trăm nghìn bảng Anh, mặc dù những mức giá này tương đương với một máy công cụ CNC chất lượng cao có kích thước tương tự. Khi công nghệ và quy mô thị trường được cải thiện, giá của máy in 3D sẽ giảm.
Ngoài chi phí vật liệu và máy in, còn có chi phí thiết kế cho các đối tượng được tạo ra. Điều này có thể liên quan đến nhu cầu mua phần mềm chuyên dụng hoặc thuê dịch vụ của các kỹ sư CAD có kiến thức chuyên môn về in 3D. Tất nhiên, có những chi phí lao động khác cho việc vận hành và bảo trì máy móc.
Cuối cùng, có các chi phí liên quan đến xử lý hậu kỳ các bộ phận in. Điều này có thể bao gồm làm sạch, xử lý nhiệt, loại bỏ các cấu trúc hỗ trợ và phủ lớp phủ lên bề mặt.
Phần kết luận
In 3D bằng kim loại, hoặc sản xuất phụ gia , cho phép các bộ phận được chế tạo với độ bền gần như tương đương với các vật kim loại thông thường.
Mặc dù nó có thể tốn kém và không phù hợp để thay thế quy trình sản xuất thông thường để sản xuất số lượng lớn các mặt hàng tiêu chuẩn, nhưng nó lại lý tưởng để sản xuất các mặt hàng nhỏ hơn, phức tạp hơn. In 3D bằng kim loại cũng hỗ trợ giảm nhẹ cho các bộ phận được sử dụng trong các ngành công nghiệp bao gồm hàng không vũ trụ và ô tô.