แม่พิมพ์ที่ผลิตด้วยเครื่องพิมพ์โลหะ 3D

ว่ากันว่าขาขึ้นของการพิมพ์โลหะแบบ 3D เป็นช่วงเวลาที่ยากลำบากสำหรับโรงหล่อ ด้วยแรงสั่นสะเทือนที่คุกคามส่วนแบ่งการตลาดสำหรับชิ้นส่วนที่หล่อด้วยโลหะ ส่งผลให้โรงหล่อต้องปรับปรุงกระบวนการผลิตให้ทันสมัยขึ้น

ยอดขายเครื่องพิมพ์โลหะแบบ 3 มิติสำหรับอุตสาหกรรมเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยเฉพาะในสายผู้ผลิตยานยนต์ และผู้ผลิตอากาศยาน รวมถึงบรรดานักออกแบบที่ตระหนักถึงศักยภาพของเทคโนโลยีการผลิตนี้ซึ่งมีข้อได้เปรียบมากมาย เรื่องราวความสำเร็จนี้ส่งผลให้โรงหล่ออยู่ภายใต้แรงกดดัน แล้วการเติบโตขึ้นของการพิมพ์โลหะ 3 มิติถือเป็นจุดสิ้นสุดของการหล่อโลหะแบบดั้งเดิมหรือไม่?

การพิมพ์โลหะ 3D แข่งขันกับโรงหล่อในสเกลเล็กๆ เท่านั้น

ปัจจุบันการพิมพ์โลหะ 3D เช่น Direct Metal Laser Sintering (DMLS) แข่งขันกับโรงหล่อในสัดส่วนที่ค่อนข้างเล็ก ระบบ DMLS เหมาะสมที่สุดสำหรับส่วนประกอบขนาดเล็ก ส่วนประกอบที่พิมพ์ด้วยระบบ 3D สำหรับการบินและอวกาศยังต้องการการรับรองซึ่งต้องใช้เวลาอีกนาน ซึ่งการหล่อโลหะนั้นทำกันมานานหลายทศวรรษแล้ว นอกจากนี้ การพิมพ์โลหะ 3D โดยตรงนั้นยังมีราคาแพง ไม่เพียงจากต้นทุนผงโลหะที่สูง แต่ยังมีค่าใช้จ่ายสูงสำหรับเครื่องพิมพ์ 3D รวมถึงความเร็วในการผลิตชิ้นงานที่ช้าด้วย

นอกจากนี้ ส่วนประกอบจากเครื่องพิมพ์ที่ใช้ผงโลหะมักจะต้องใช้ manual post-processing หลังจากการพิมพ์ ตัวอย่างเช่น การ remove โครงสร้างการสนับสนุนและแผ่นฐาน (base plates) ด้วยเทคนิคการพิมพ์สามมิติ การเผาในเตาอบหรือ การอัดแบบใช้ความร้อนอุทกสถิต หรือ hot isostatic pressing (HIP) จึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ได้ชิ้นส่วนที่มีความหนาแน่นสูงและมีความทนทานพอ

Voxeljet VX4000
The Voxeljet VX4000, the largest 3D sand mould printing system.

ราคาเฉลี่ยสำหรับชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์แบบ 3 มิติอยู่ที่ประมาณ 300 ยูโรต่อกิโลกรัมสำหรับอลูมิเนียม 400 ยูโรสำหรับสแตนเลส และสูงถึง 1,300 ยูโรต่อกิโลกรัมสำหรับโลหะผสมพิเศษ หรือ special alloys ในทางกลับกันราคาของเหล็กหล่อบริสุทธิ์อยู่ที่ประมาณ 6.50 ถึง 32 ยูโรต่อกิโลกรัม ในบทความนี้คุณจะได้รู้ว่า การพิมพ์ 3 มิติช่วยประหยัดต้นทุนได้ถึง 75% ได้อย่างไรสำหรับการหล่อทราย (sand casting)ด้วยมุมมองนี้ดูเหมือนว่า ทุกอย่างจะเป็นไปด้วยดีสำหรับโรงหล่อแบบดั้งเดิม แต่จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเทคโนโลยี 3D เติบโตและขยายพื้นที่ทางการตลาดออกไปมากขึ้น เมื่อวัสดุมีราคาถูกลง กระบวนการหลังการผลิตเป็นไปโดยอัตโนมัติและมีเทคโนโลยีต่างๆ ที่เหมาะสำหรับการผลิตแบบซีรีย์?

พิมพ์แบบหล่อทรายโดยไม่ใช้เครื่องมือใดๆ

สำหรับ Voxeljet ซัพพลายเออร์ของระบบการพิมพ์ 3 มิติ อุตสาหกรรมโรงหล่อแบบดั้งเดิมไม่ได้กำลังล่มสลายพวกเขาก็สามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปทรงซับซ้อนในซีรีส์ขนาดเล็ก และสร้างความมั่นใจสำหรับการแข่งขันในอนาคต ด้วยการสร้างแบบหล่อ หรือ casting molds ที่รวดเร็วกว่าและประหยัดกว่าทุกวันนี้โดยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือพิเศษราคาแพง ด้วยการใช้เครื่องพิมพ์ 3D ซึ่งสามารถพิมพ์แม่พิมพ์ทรายได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมืออื่นใดให้ยุ่งยาก ส่งผลให้การหล่อชิ้นส่วนเป็นไปอย่างรวดเร็วVoxeljet เรียกเครื่องพิมพ์ VX4000 ของตัวเองซึ่งมีขนาด 4,000 x 2,000 x 1,000 มม. ว่าเป็นระบบการพิมพ์ 3 มิติที่ใหญ่ที่สุดในโลกสำหรับสร้างแม่พิมพ์ทราย

ประหยัดเวลา สะดวกต่อระบบ

ข้อดีของการพิมพ์แบบหล่อด้วยระบบ 3D ทำให้ไม่ต้องใช้เครื่องกัด CNC milling หรือเครื่องมือพิเศษอื่น ๆ ส่งผลถึงอิสระในการออกแบบ รูปทรงภายในที่มีความละเอียดสูงสุดถึง 300dpi ก็สามารถทำได้ ต่างจากการพิมพ์โลหะ 3D ซึ่งไม่จำเป็นต้องมีโครงสร้างรองรับการพิมพ์ ด้วยระบบการพิมพ์ของ Voxeljet ส่วนประกอบต่าง ๆ สามารถสร้างขึ้นได้ในกระบวนการพิมพ์เดียว ช่วยประหยัดเวลาและเกิดการใช้ประโยชน์อย่างเหมาะสมของระบบ วัสดุที่ใช้อยู่แล้วในโรงหล่อวันนี้และสามารถรวมกันได้อย่างง่ายดายในชิ้นส่วนแบบไฮบริด ในที่สุดโรงหล่อก็พบว่า สามารถประหยัดเวลาได้มากด้วยเทคโนโลยีดังกล่าวเมื่อต้องผลิตแบบหล่อทรายที่มีความซับซ้อน

ทั้งนี้ การพิมพ์โลหะ 3D จะยังคงได้รับความสำคัญและได้รับส่วนแบ่งการตลาดที่สำคัญจากชิ้นส่วนโลหะหล่อขนาดเล็กและขนาดกลาง ถึงแม้จะไม่ได้เข้ามาแทนที่กระบวนการหล่อทั้งหมด แต่การจะรักษาส่วนแบ่งการขายที่สำคัญ โรงหล่อควรยกระดับการผลิตของตนให้ทันสมัยมากขึ้นในขั้นแรก

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Categories