100 万个塑料零件采用3D打印生产,大批量生产为何不选注塑?-金属3D打印工厂

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2023523日,了解到,美国服务商Merit3D从客户Adhesives Technology那里获得了100万份零件的订单,这在以前甚至是不可想象的。因为对于百万级数量的零件,都会选择注塑成型的工艺来批量生产,采用3D打印来生产并不具备成本优势。

 

Merit3D每月向Adhesives Technology交付40,0003D打印树脂吊架(来源:Merit3D

但局势正在发生转变,这一切都始于供应链中断。

他们是如何获得有史以来最大的 3D打印订单的,为什么3D 打印比注塑成型更好?All3DPMerit3D首席执行官Spencer Loveless进行了交谈以找出答案。

Adhesives是一家建筑和工业相关粘合剂产品制造商,他们使用定制设计的注模塑料组件将其两种相关产品连接在一起。这些小吊架采用几种不同的设计,可确保混合喷嘴与相应的环氧树脂筒保持在一起,并且在运输或零售货架上不会分开。

Adhesives公司生产的数十种工业粘合剂需要运往全国各地,但没有这个简单的塑料部件,就无法发货,运营几乎停滞不前。

注塑成型是一种成熟的批量生产塑料件的工艺,在全球范围内使用,但近几年供应商经常会出现不稳定的情况,比如受到疫情、地震、禁运等影响。如果将注塑成型业务转回美国既费时又费钱。制作 Adheasives一个版本的吊架需要一个多腔模具,重新制作可能要花费数十万美元。模具越复杂,模具的成本就越高。

Loveless说:“一位来自Adhesives工作人员看到了我们在社交媒体上发布的一篇帖子,并联系我们看是否可以提供帮助,”

起初,我们的想法是将 3D打印作为权宜之计或过渡期产品,直到客户能够继续使用注塑成型来生产。

Merit3D设计的产品吊架(来源:Merit3D

3D 打印重新设计零件

当然,吊架可以是 3D打印的。Merit对吊架进行3D扫描,创建数字文件,然后开始生产。但在目前的设计中,吊架对于3D打印来说成本高得令人望而却步,因为3D打印机一次运行无法容纳足够多的吊架。项目将需要更多的打印机,因此需要更多的材料和更多的时间。

“有一种看法认为,如果您对零件进行数字化设计,则只需将其从注塑成型转换为3D打印即可,”Loveless说。但这通常没有经济意义。正如原始零件设计用于注塑成型一样,为3D打印重新设计它是唯一的出路。

Loveless和工程师花了两周时间来评估吊架的用途和特性并重新设计。通过几次迭代,他们开发了一个更小、更轻、美观且使用更少材料的零件。更关键的是,他们拥有24photocentric Liquid Crystal Magna树脂3D打印机,一次打印可生产400个吊架。每次打印只需不到4小时。因此成本大幅下降,Adhesives找到了临时解决方案。

 

Photocentric树脂3D打印机一次打印可容纳400个零件(来源:Merit3D

在收到 Adhesives几个月后的订单后,Merit3D向他们展示了另一个设计迭代。他们将这个称为通用吊架,因为它适用于两种以前具有不同吊架的产品。这将消除Adhesive必须注塑、运输、存储和应用的另一个吊架,以及配套的注塑模具。

“在我们推出通用吊架后,突然之间,Adhesive随后扩展了他们与Merit3D的订单。”Loveless说。

尽管 3D 打印的吊架比注塑成型的更贵,但 Adhesives 的卖点在于不断创新和改进的附加值。

“在500,000件的情况下,我们计划再次改进它,”Loveless说。这一次,Merit3D计划利用另一个3D打印属性,能够将多个部件合并为一个3D打印部件。“目前,他们有一个混合喷嘴、一个吊架和一个盖子作为三个单独的注塑成型部件,但我们的计划是看看我们是否可以将所有这些部件组合成一个部件。”

这项创新将为 Adhesives公司节省更多的SKU

100万只是个开始?

如今,Merit3D每周向Adhesives Technology交付40,000个零件,这些零件是在他们的10Photocentric打印机上生产的。即使是现在,Merit3D仍在与Photocentric及其原材料供应商合作,为新型3D打印树脂寻找性能和成本的最佳组合,这将使他们能够进行更多创新,甚至更薄的吊架具有与当前相同或更好的机械性能。

尽管 3D打印彻底改变了原型制作领域,但要与注塑成型竞争大规模生产,这是一场材料之战。“我们正在与ABS、聚丙烯、尼龙和聚碳酸酯等传统商品化塑料竞争,”Loveless说。

用于 3D打印的光敏树脂称为还原聚合,通常是专有的。新的工程级3D打印树脂定期投放市场,但目前并没有太多选择。

“在Photocentric,我们的目标是促进工业化、可扩展且价格合理的增材制造解决方案,”该公司的销售总监Sally Tipping说。“增材制造和注塑成型之间在成本上仍然存在差异,但我们的目标是降低材料成本。”Photocentric是一个开放的材料平台,这意味着用户可以与材料制造商合作开发定制树脂。

增材制造的转折点

从长远来看,Adhesives Technology能否从Merit3D获取这些部件创新并回归注塑成型?可能吧。但是,经济和立法方面的力量积极鼓励美国公司投资新技术,使制造业回流并回归“美国制造”。

Merit3D利用州级回流补助金购买设备和机器人,从而降低了Adhesives Technology项目的成本。

“我们非常积极地与美国和犹他州一起走在最前线,以寻找让制造业回流的新方法,”Loveless说。“这是一个很好的例子。这可能是3D打印历史上最大的零件订单。”

毫无疑问,Adhesives TechnologyMerit3D的项目是增材制造发展与注塑成型竞争的重要一步。

“未来不可预知,”Loveless指出。“根据他们的模具和其他一切发生的情况,我们的目标是为他们可以说的产品增加足够的价值,好吧,我们不会回到我们的注塑模具。”

来源:南极熊

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