금형 업계의 고객이 3D 프린팅 금형을 기꺼이 받아들일까요?

一, 응용 시나리오: "새로운 것을 시도하는 것"에서 "필수적인 요구 사항"으로 이동
1. 사출 금형: 형상적응형 냉각을 최대한 활용
3D 프린팅 기술의 95% 이상이 사출성형에 활용되어 보급률이 가장 높은 분야입니다. 오래된 금형의 선형 냉각 채널로 인해 사출 성형된 부품이 쉽게 고르지 않게 냉각되어 뒤틀림이나 수축과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. "형태에 따른 냉각"을 통해 냉각 채널이 제품의 모양에 맞춰 열을 고르게 퍼뜨리는 네트워크를 생성합니다. 예를 들어, 특정 자동차 내부 금형은 등각관을 3D 프린팅하여 냉각 시간을 21.73초에서 17초로 단축했습니다. 또한 사출 성형 주기를 40% 단축하고 부품 단가를 110,000위안 줄였습니다. 사출 성형 회사는 생산 효율성을 직접적으로 향상시키기 때문에 3D 프린팅 금형을 처음으로 사용했습니다.

2. 다이캐스팅 금형: 고압 환경에서의 기술 발전-
고압-압력 다이캐스팅-주조 금형은 고온, 고압 및 반복적인 열충격을 견딜 수 있어야 합니다. 기존 방법에는 복잡한 냉각 시스템과 주기적인 스프레이 윤활이 필요합니다.. 3D 프린팅 기술은 냉각 채널 설계를 개선하고 스프레이 필요성을 줄이며 금형 수명을 연장합니다. 예를 들어 특정 알루미늄 합금 다이캐스팅 금형에 3D 프린팅 인서트를 사용한 경우-스프레이 빈도가 30% 감소하고 금형 수명이 20,000회에서 50,000회로 늘어났습니다. 다이캐스팅 사업은-재료의 작동 방식에 대한 엄격한 기준을 갖고 있지만 형상적응형 냉각으로 인한 효율성 향상으로 인해 고객이 3D 프린팅 대안을 받아들이도록 천천히 설득되고 있습니다.

3. 복잡한 구조 부품: 일반적인 가공의 한계를 뛰어넘다
3D 프린팅은 깊은 강화, 얇은 벽, 고르지 못한 구조와 같은 전통적인 방법을 사용하여 작업하기 어려운 금형 부품에 대해 확실한 이점을 제공합니다. 예를 들어, 특정 전자담배 껍질 주형은 여러 번 고정해야 할 정도로 모양이 복잡하고 기존 방식으로 제작할 경우 폐기율이 높습니다-. 하지만 다이렉트 3D 프린팅 성형 후 수율은 98%까지 올랐고, 제작에 걸리는 시간은 50%까지 줄었습니다.. 3D 프린팅은 복잡한 구조를 가공된 베이스에 접목해 프린팅하는 '하이브리드 제조'도 가능해 훨씬 더 많은 비용을 절감할 수 있습니다.

2, 비용 우위: "고비용"에서 "전체 주기 가치"로 이동
1. 단일 품목의 비용 비교: 소규모 배치 상황의 경제성
단일 금속 3D 프린팅 금형을 만드는 데 드는 비용은 여전히 ​​기존 방법보다 7~12배 높지만, 소규모 배치 및 맞춤형 생산의 경우 이러한 격차가 빠르게 줄어들고 있습니다. 예를 들어, 고객은 5세트의 금형이 필요하지만 3D 프린팅을 사용하여 디자인을 개선한 후에는 생산 능력 요구 사항을 충족하는 데 2세트만 필요합니다. 이를 통해 3D 프린팅 비용을 충당하는 3세트의 금형 가격을 절약할 수 있습니다. 또한 3D 프린팅은 금형 개봉 비용을 절감하고 연간 5000개 미만을 만드는 제품의 전체 비용을 낮춰줍니다.

2. 전체 수명주기 비용: 무언가를 보다 효율적으로 만드는 것의 이점이 항상 명확한 것은 아닙니다.
3D 프린팅 금형의 이점은 제조 비용 절감 그 이상입니다. 또한 전체 수명을 더욱 효율적으로 만듭니다. 예를 들어 특정 자동차 부품 금형에 등각 수로를 3D 프린팅하면 사출 성형 주기가 25% 단축되고 장비 사용량이 15% 증가하며 전기 비용이 연간 200,000위안 이상 절감되었습니다. 동시에 냉각 일관성이 향상되어 폐기율이 5%에서 1%로 줄어들어 연간 30톤의 자재가 절약됩니다. 금형 자체의 비용은 이러한 숨겨진 이점보다 훨씬 높지 않을 수 있습니다.

3. 자재 국산화: 원가 절감의 주요 요인
초기 3D 프린팅 금형은 재료비의 최대 60%를 차지하는 외국산 분말을 사용했습니다. 국산 18Ni300, CX 등 금형강 분말이 성숙화되면서 소재 가격이 40% 하락했습니다. 그 성능은 이제 수입 분말과 비슷해졌습니다. 예를 들어, 미국에서 제조된 분말-인쇄 금형 인서트는 내식성, 경도 및 기타 요소에 대한 H13 강철 표준과 일치하지만 비용은 그 중 60%에 불과합니다. 재료의 국산화는 3D 프린팅 금형을 맞춤형 고급{15}}에서 주류 시장으로 이동시키고 있습니다.

3, 기술적 과제: "사용 가능"에서 "사용 용이성"으로 이동
1. 정확성과 표면 품질: 후처리의 필요성-
3D 프린팅 금형은 ± 0.2mm의 초기 정확도와 Ra8-12의 표면 거칠기를 포함하는 금형 표준에 맞게 후처리되어야 합니다.- 이는 샌드블래스팅과 폴리싱을 통해 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 고광택 사출 성형 금형은 A1 연마 표준을 충족해야 하며, 여기에는 5가지 기존 절차가 필요합니다. 반면, 3D 프린팅된 물체는 특수 프로세스 매개변수 패키지를 사용하여 두 가지 프로세스만으로 표준을 달성할 수 있습니다. 후처리 비용은 더 높지만 자동화된 샌드블래스팅 및 CNC 정밀 가공과 같은 기술이 점차적으로 이 절차를 더 빠르고 저렴하게 만들고 있습니다.

2. 재료의 성질: 물건이 너무 뜨거워지면 어떻게 될까요?
3D 프린팅에 사용되는 일부 재료는 고온에서 잘 작동하지 않습니다. 예를 들어, 감광성 수지로 만든 금형은 온도가 260도 이상 올라가면 모양이 바뀌고 수명이 100회 미만이 되는 경향이 있습니다. 초기 H13 강철과 같은 일부 재료는 금속 3D 프린팅 금형이 고온을 견딜 수 있더라도 여전히 파손됩니다. 그러나 마르텐사이트 노화 강철 및 니켈- 기반 합금과 같은 고성능-소재가 등장하면서 3D-프린팅 금형은 이제 사출 성형 및 다이캐스팅에 대한 대부분의 요구에 적합할 수 있습니다.- 예를 들어, 비행기 엔진 블레이드용 주형은 1200도에서도 잘 작동하는 3D{15}}프린팅 니켈-기반 합금을 사용합니다.

3. 업계 표준: "경험 중심"에서 "표준 주도"까지 3D 프린팅 금형에는 설계, 프로세스 매개변수, 테스트 기술 등에 대한 표준 지침이 없습니다. 대신 각 회사가 배운 내용에 따라 달라집니다. 예를 들어, 한 고객은 걸이 각도가 잘못되어 프린팅을 할 수 없었고, 다른 고객은 정밀한 가공을 위한 공간이 부족하여 금형을 버렸습니다. 업계에서는 이 문제를 해결하기 위해 건축표준화를 추진하고 있다. 예를 들어 Kaiben 3D는 산업 지식을 계속해서 사용할 수 있는 솔루션으로 전환하는 "수로 설계 사양을 따르는 3D 형상" 및 "금형강 프린팅 공정 사양"과 같은 문서 개발을 담당해 왔습니다.