コンテンツメニュー
● 3D印刷の利点
>> 設計の柔軟性と複雑さ
>> 低ボリュームの費用対効果
>> 材料オプションの増加
>> 確立された品質管理と認証
>> 安定した生産の速度と効率
● 3D印刷の制限
>> 航空宇宙と防御
>> 自動車
>> 医療および歯科
>> 家電と商品
>> 産業および機械
● 製造の将来の傾向
● 結論
● よくある質問
>> 1. 3D印刷ではどのような種類の材料を使用できますか？
>> 2。3D印刷のコストは、従来の製造と比較してどうですか？
>> 3. 3D印刷部品は、伝統的に製造された部品と同じくらい強いことができますか？
>> 5. CNCの機械加工と比較して、3Dプリンティングはどのくらいの速度ですか？
急速に進化する製造業の景観では、3D印刷と従来の製造方法の間の議論が成長し続けています。どちらのアプローチも独自の利点と制限を提供し、企業やデザイナーがプロジェクトの目標、予算、タイムライン、および技術的要件に基づいて適切な手法を選択することが不可欠です。迅速なプロトタイピング、CNC加工、精密バッチ生産、ターニング、板金製造、板金製造に特化した中国の大手工場として 3D印刷、および金型製造業では、Shangchenはこれらのオプションを効果的にナビゲートするのに役立つ洞察を提供します。
添加剤の製造とも呼ばれる3D印刷は、デジタルモデルからレイヤーごとにオブジェクトレイヤーを構築します。このテクノロジーにより、従来の方法で達成するには不可能または費用がかかりすぎる迅速なプロトタイピングと複雑なデザインが可能になります。
従来の製造には、CNC加工、射出成形、鋳造、鍛造、スタンピングなどの幅広い減算的で形成的なプロセスが含まれます。これらの技術は通常、部品と製品を作成するために、切断、成形、または変形を通じて原材料を形成します。
両方の製造スタイルは、機能的な部分と製品の作成と同じ究極の目標に役立ちますが、そのアプローチは根本的に異なります。 3D印刷の付加的性質は、従来のプロセスの減算的および形成的方法とは対照的です。この違いは、設計、コスト、速度、生産量の観点から、特定の強みと制限を促進します。
3D印刷の最も魅力的な利点の1つは、比類のない設計の自由です。部品はレイヤーごとに構築されているため、内部チャネル、格子構造、アンダーカットなどの複雑なジオメトリは、特別なツールやアセンブリなしで製造できます。この機能は、製品革新の新しい視野を開き、軽量でありながら強力な部分、統合されたアセンブリ、および強度を損なうことなく体重を減らす形状を可能にします。
デジタルデザインを物理的なオブジェクトに変換する速度により、3D印刷はプロトタイピングに最適です。製品設計者とエンジニアは、大量生産にコミットする前に、欠陥を迅速かつ費用対効果に迅速かつ費用対効果の高い繰り返しで実行できます。これにより、製品開発サイクルが加速され、市場全体の時間が短縮されます。
ツーリング要件がないことは、3D印刷の重要なコスト優位性です。従来の製造では、高価な金型、ダイ、または切削工具を生産を開始する前に設計および製造する必要があります。この前払い投資は、小規模なランまたはプロトタイプでは法外です。添加剤の製造はこれを完全に回避し、1回限りまたは小さなバッチ部品を経済的に実行可能にします。
最近の進歩により、3D印刷に利用可能な材料が拡大し、現在はエンジニアリンググレードポリマー、フォトポリマー、エラストマーなど、アルミニウム合金、ステンレス鋼、コバルトクローム、さらにはチタンなどの金属など、さまざまなプラスチックを網羅しています。一部の材料は、高強度、耐熱性、または生体適合性を含むアプリケーションを許可しています。この多様性により、メーカーは特定の機能要件に合わせた材料を選択できます。
3Dプリンティングは、生産サイトまたは顧客により近い生産サイトに直接展開でき、ジャストインタイムの製造を可能にし、在庫コストを削減できます。この応答性は、オンデマンド交換部品、カスタマイズされた製品、および速度を高め、物流費用を削減するローカライズされたサプライチェーンをサポートします。
従来の製造は、規模の経済により、大量生産に輝いています。ツールとセットアップへの初期投資の後、数百または数千の同一の部品を生成すると、ユニットごとのコストが劇的に削減されます。射出成形、鋳造、およびスタンピングは、現在の3Dプリントテクノロジーによって達成できない速度で製品を生成する可能性があります。
多くの従来のプロセスは、優れた機械的特性、正確な許容範囲、および優れた表面仕上げを備えた部品を提供します。 CNCの機械加工、鍛造、または鋳造は、均質な穀物構造とより強い完全性を持つ部品を生成する可能性があります。これは、耐久性、疲労に対する抵抗、または特定の機械的基準を必要とするアプリケーションにとって重要です。
従来の製造業には、航空宇宙、自動車、医療機器などのセクターにとって重要な品質保証プロセスと認定が重要です。数十年にわたるデータに裏付けられた実績のある手法は、国際的な基準と規制の順守を確保するのに役立ちます。
最終設計と予測可能な需要を備えた製品の場合、従来の製造はセットアップ後の急速なサイクル時間を提供します。これにより、締め切りを満たし、供給のコミットメントを確実に満たす一貫した費用効率の高い生産が可能になります。
その利点にもかかわらず、3D印刷はいくつかの固有の課題に直面しています：
- 材料の制限：前進している間、印刷可能な材料の範囲は依然として従来の製造の範囲と一致していません。一部の金属および複合材、または特定の認定を必要とする材料は、印刷が困難です。
- 表面の品質と後処理：3D印刷部品は、希望の表面の滑らかさまたは寸法精度を実現するために、サンディング、研磨、またはコーティングなどの追加の仕上げが頻繁に必要です。
- 大量の生産速度：印刷は、射出成形またはダイキャスティングと比較してパーツあたり遅くなり、大量生産の実用性を制限します。
- ビルドサイズの制約：ほとんどのプリンターのビルドボリュームは制限されており、個々の部品のサイズを制限するか、複数のピースのアセンブリを必要とします。
伝統的な製造には、著名な欠点もあります。
- 初期セットアップコストの高いコストとリードタイム：ツールの製造には数週間から数ヶ月かかる場合があり、生産スケジュールを遅らせ、前払い投資を膨らませることができます。
- 設計の制約：特定の幾何学または内部機能は、伝統的に製造するのに不可能または法外に高価です。
- 材料廃棄物：CNC加工などの減算プロセスは、スクラップ材料を生成し、原材料コストの増加と環境への影響を生成します。
- 設計の変更に対する応答性が低い：ツール完了後の部品の変更は、複雑で、費用がかかり、遅く、敏ility性を低下させます。
3D印刷は、次の場合に最適です。
- 迅速なプロトタイピングまたは複数の設計反復が必要です。
- プロジェクトには、経済的に生産されるカスタマイズまたはユニークな部品が必要です。
- 複雑または軽量の構造が必要です。
- ショートランまたは低ボリュームにより、ツールコストが法外になります。
- 市場への時間は重要であり、迅速なターンアラウンドが必要です。
従来の製造は次のとおりです。
- ユニットごとのコスト削減が不可欠な場合、大量生産が実行されます。
- 高い機械的強度または特定の仕上げを要求する部品。
- 時間の経過とともに一貫性を保つ成熟した製品ライン。
- 添加剤では利用できない材料または認定。
- 十分に確立された品質保証経路を必要とするプロジェクト。
当社の施設Shangchenを含む多くの大手メーカーが採用しているスマートなアプローチは、3D印刷と従来の方法を組み合わせて、効率と品質を最適化することです。ワークフローの例には、プロトタイプ、機能テストユニット、または射出型の型ツールインサートを生産するために3D印刷を使用することが含まれます。設計を確定した後、プロジェクトはCNCの機械加工、射出成形、またはスタンピングを通じて大規模な生産に移行します。
このような統合により、迅速な設計の検証とカスタマイズが可能になり、ボリューム生産のための従来の製造の経済的利益と材料性を達成できます。
航空宇宙には、多くの場合、内部冷却チャネルなどの複雑なジオメトリを備えた軽量の高強度部品が必要です。 3Dプリンティングにより、このような重要なコンポーネントのプロトタイピングと制限された生産が可能になります。確立された従来の製造は、標準化された構造部品と最終製品アセンブリに使用されます。
ツーリング、コンセプトモデル、カスタマイズされたアクセサリーを備えた3Dプリンティングエイズ自動車会社。エンジン、シャーシ、インテリア用の大量のプラスチックまたは金属部品は、射出成形やダイキャスティングなどの従来の方法に依存しています。
医療分野は、患者固有のインプラント、外科的ガイド、および補綴物を生産する3Dプリンティングの能力から大きな恩恵を受けます。マスマーケットの医療機器と耐久性のある機器部品は、伝統的に製造され続けています。
迅速なプロトタイピングは、3D印刷を介してモデルと限られた実行が生産される消費者技術の製品イノベーションサイクルを加速します。ポリッシュ、精度、およびボリュームを必要とする最終製品は、従来の製造を使用して大量生産されています。
機能的なプロトタイプとスペアパーツは、3Dプリントの柔軟性を活用しますが、頑丈な機械コンポーネント、カバー、および構造要素は減算的な製造に適しています。
3D印刷は、原材料の廃棄物を最小限に抑え、局所的な生産による輸送排出を削減し、リサイクル可能または生分解性材料の使用を可能にすることにより、持続可能性に貢献できます。従来の製造はより多くのスクラップを生み出すかもしれませんが、多くの場合、リサイクルプログラムとエネルギー効率の高い大量生産技術をサポートします。
環境目標を念頭に置いて製造方法を選択することは、ブランドイメージと規制のコンプライアンスにとってますます重要になっています。
新しい技術は、添加物と従来の製造の間の境界線を曖昧にし続けています。マルチマテリアル3D印刷、印刷速度の高速、より大きなビルド、および改善された材料特性などの進歩により、生産における添加剤の役割が拡大します。一方、CNC加工自動化とハイブリッドプロセスの革新は、添加物と減算のステップを組み合わせて、精度とワークフローの最適化を強化します。
これらの傾向を採用することに情報に基づいて柔軟にとどまるメーカーは、イノベーション、コスト管理、市場の対応性において競争上の利点を獲得します。
3D印刷と従来の製造の選択は、プロジェクトの量、複雑さ、予算、材料、タイミングの要件に依存します。 3Dプリンティングは、卓越した設計の自由、迅速なプロトタイピング、および低容量および複雑な部品に最適なカスタマイズ機能を提供します。従来の製造は、大規模な生産、高強度、成熟デザインの効率に不可欠です。
両方のアプローチを組み合わせることで、多くの場合、最適なソリューションが得られます。これは、追加方法の速度と柔軟性を、従来のプロセスのスケーラビリティと材料性能を高めることです。 Shangchenでは、迅速な3D印刷やCNCの機械加工やシートメタル製造などの精度の従来の方法など、ニーズに合わせて調整された柔軟な製造サービスを提供することを専門としています。
3Dプリンティングは、ABS、PLA、ナイロンなどの熱可塑性物質、樹脂印刷で使用されるフォトポリマー、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン、コバルトクロームなどの金属などの多様な材料をサポートしています。選択は、プリンターの技術とアプリケーションの要件に依存します。
3Dプリンティングは、ツールを必要とせず、プロトタイプや少量のボリュームに費用対効果が高いため、前払いコストが低くなります。ただし、ユニットごとのコストは、規模の経済の恩恵を受ける従来の製造と比較して、大量のコストが高くなります。
金属3Dプリントされた部品は、印刷され、適切に熱処理された場合、従来の製造されたコンポーネントの強度に近づくか、一致させることができます。印刷されたプラスチック部品は、多くの場合、機械的特性が低いことがよくありますが、これらは高度な材料と後処理で改善できます。
現在、3Dプリンティングは、速度とコストの制約により、低体積から中容量の生産に最も有効です。大量生産の場合、射出成形やスタンピングなどの従来の方法がより効率的です。
3D印刷は、ツールを排除することでプロトタイプをより速く生成できますが、一般に大量の高精度部品を生成するためのCNC加工よりも遅くなります。特に金属の場合、セットアップが完了すると、CNCの機械加工はしばしば速くなります。
