Se você projeta, fabrica ou mantém máquinas industriais, este guia pode ajudá-lo a avaliar quais peças são adequadas para impressão 3D, quais processos e materiais escolher e como obter peças personalizadas sem fazer moldes.
Nem todas as peças da máquina precisam de molde e nem todas as peças são adequadas para impressão. Para uma peça específica, você deve verificar se a impressão traz vantagens reais em termos de custo ou velocidade em comparação com o método de fabricação original. Você não pode simplesmente verificar se pode ser impresso.
As peças adequadas para impressão 3D partilham algumas características comuns: formas irregulares, pequenas quantidades de lotes, alterações frequentes de design ou lotes de produção que correspondem apenas a um modelo de máquina específico. No chão de fábrica, esse tipo de componente cobre uma ampla gama.
Todas essas peças não requerem molde e a produção de pequenos lotes também pode controlar os custos.
A impressão 3D não é adequada para todas as peças. Se um parceiro de fabricação disser que pode imprimir qualquer coisa, você deve ser extremamente cauteloso. Produção em massa, longos ciclos de produção, tolerâncias dimensionais rígidas na escala de milhares de peças e peças estruturais metálicas que suportam cargas pesadas ainda devem ser deixadas para usinagem CNC, estampagem ou moldagem por injeção.
Uma maneira simples de julgar é esta:
Antes de investir o orçamento, julgue por esta abordagem e distinga claramente o escopo aplicável de cada processo.
A remoção do molde muda mais do que apenas o método de fabricação. Ele também altera o orçamento, a programação da produção e o planejamento do estoque de peças sobressalentes para cada peça personalizada.
A fabricação tradicional de moldes e núcleos inclui um custo fixo. É difícil distribuir esse custo quando o lote é pequeno. Se você precisar apenas de um pequeno lote de peças personalizadas, o custo do molde poderá exceder o custo das próprias peças. A impressão 3D elimina diretamente esse custo fixo. O orçamento é gasto apenas nas peças que você realmente precisa.
O caminho de produção tradicional passa pelo design, fabricação de moldes, moldagem experimental, modificação e produção em massa antes que a primeira peça utilizável seja produzida. A impressão 3D compacta isso para design, impressão, pós-processamento e entrega. Em projetos de modificação e reparo de equipamentos, essa diferença se mostra de forma muito direta. Cada semana economizada na entrega significa mais uma semana de operação da máquina.
Você não precisa fazer um pedido de vários milhares de peças de uma só vez apenas para reduzir o preço unitário. Você pode fazer pedidos em lotes de acordo com o número real de máquinas, ciclos de manutenção ou progresso da produção experimental. Faça primeiro algumas dezenas de peças para produção experimental e aumente a quantidade depois que o projeto for confirmado. Você não precisa acomodar a quantidade mínima de pedido do molde.
Escolha o processo certo e grande parte do desempenho final da peça já estará garantido. SLA, FDM, SLS, MJF, SLM, essas tecnologias de impressão 3D lidam com geometria, tolerâncias e cargas de diferentes maneiras.
A impressão em resina SLA é adequada para peças pequenas e finas, peças transparentes, peças com aparência suave e protótipos complexos que precisam de alta aparência e precisão de ajuste. Quando você precisa mostrar aos clientes ou verificar o formato e o ajuste antes da produção em massa, o SLA pode entregar rapidamente.
Se a peça precisar suportar carga mecânica continuamente, o desempenho da resina deverá ser verificado antecipadamente. Antes de usar o SLA além de protótipos e peças de aparência, você deve verificar os requisitos de carga e fadiga.
A impressão FDM é adequada para suportes, proteções, ferramentas e peças básicas de máquinas, especialmente quando o orçamento e as necessidades funcionais são importantes. Tem um custo unitário mais baixo em peças grandes, e os filamentos de plástico de engenharia vêm em uma ampla variedade, de modo que a resistência pode ser adequada à aplicação.
A impressão em náilon SLS e MJF é usada para peças em condições reais de trabalho, não apenas para protótipos. Ambos os processos não requerem suportes. Oferecem alta liberdade geométrica e boa consistência de lote. Materiais de nylon como PA12 e PA11 podem cobrir a maioria das peças funcionais de plástico em equipamentos industriais. Se as peças precisarem permanecer estáveis sob uso diário e estresse mecânico, SLS ou MJF são mais adequados.
SLM (Selective Laser Melting) pode fabricar suportes metálicos, estruturas metálicas complexas, peças leves e peças com canais internos que são difíceis de fabricar com usinagem tradicional. Pode produzir geometrias que a metalurgia tradicional não consegue alcançar facilmente.
A impressão 3D de metal não é adequada para todas as peças metálicas. Após a impressão, muitas vezes você ainda precisa planejar a usinagem, o tratamento térmico ou o acabamento superficial.
Escolher o processo certo é apenas o primeiro passo. A seleção do material é o que realmente determina o desempenho da peça sob carga real depois de instalada.
PA12 possui propriedades mecânicas equilibradas, boa estabilidade dimensional e boa resistência química. Para peças funcionais em geral que não enfrentam impactos extremos ou altas temperaturas, o PA12 é uma escolha adequada.
O PA11 é adequado para peças que suportam impacto, vibração ou carga mecânica repetida, como proteções de equipamentos e ferramentas que se movem ou vibram durante a operação. Sacrifica alguma rigidez por maior resistência. É mais adequado para peças que precisam permanecer flexíveis sob carga.
As resinas de engenharia são adequadas para peças pequenas e de alta precisão que exigem detalhes finos. Ao selecionar materiais, você precisa avaliar em conjunto a faixa de temperatura operacional, carga, contato químico e vida útil da peça.
PEEK, PEI e outros polímeros de engenharia de alta temperatura podem suportar calor que os plásticos padrão não conseguem suportar. Esses materiais são usados perto de equipamentos geradores de calor, como motores e aquecedores. O náilon padrão amolecerá e deformará nessas posições.
A seleção do material não pode considerar apenas a classificação nominal de resistência ao calor. A temperatura de trabalho a longo prazo, a carga mecânica e o ambiente circundante também afetam o desempenho real da peça.
A impressão 3D é muito adequada para fazer peças de reposição e peças de reparo. Muitas vezes, as máquinas podem funcionar durante décadas, mas as peças originais podem não ser fornecidas durante tanto tempo.
A vida útil dos equipamentos industriais muitas vezes excede o período de fornecimento de peças originais. Os fornecedores descontinuam os produtos, os números das peças são cancelados e as quantidades mínimas de pedido excedem as necessidades de um único reparo. Estas situações não são incomuns.
A impressão 3D pode reconstruir essas peças descontinuadas com base em arquivos CAD originais, amostras físicas ou modelos geométricos de engenharia reversa. Você obtém peças de reposição que podem ser usadas diretamente. Você não precisa ficar esperando por um fornecedor que já parou de produzir aquela peça há muito tempo.
A produção sob demanda pode evitar que o espaço de armazenamento e o capital sejam ocupados por peças sobressalentes que são usadas apenas uma vez a cada poucos anos. Imprimir quando necessário é mais prático do que manter em estoque peças que talvez nunca sejam utilizadas.
Uma peça que custa apenas dezenas de yuans pode fazer com que o equipamento de produção pare por horas ou até dias. Ao avaliar a aquisição de peças de reposição, você deve calcular a perda por tempo de inatividade juntamente com o preço da peça. Olhar apenas para o preço unitário da peça torna difícil ver o custo total.
Fator | Impressão 3D | Usinagem CNC | Moldagem por injeção |
Ferramentas | Nenhum é necessário | Somente jogos | Molde necessário |
Volume baixo | Ajuste forte | Bom ajuste | Custo elevado |
Geometria complexa | Excelente | Limitado pelo acesso à ferramenta | Limitado pelo design do molde |
Personalização | Alto, parte por parte | Alto | Baixo uma vez trabalhado |
Tempo de espera | Dias | Dias a semanas | Semanas a meses |
Alto volume | Aumentos de custo por peça | Custo moderado por peça | Melhor ajuste |
Mudanças de design | Atualize o arquivo e reimprima | Reprogramar e reusinar | Novo molde ou retrabalho caro |
Lotes pequenos, geometria personalizada, prazos de entrega urgentes e relutância em investir em custos de moldes. Modificações de equipamentos, ferramentas únicas e peças sobressalentes de equipamentos antigos possuem, em sua maioria, essas características. A impressão 3D tem mais vantagens nesses cenários.
Peças padrão de alto volume são mais adequadas para moldagem por injeção. Quanto maior a produção, menor o custo unitário. Peças com tolerâncias de usinagem restritas são melhor manuseadas pelo CNC. Componentes que devem suportar cargas mecânicas extremamente altas geralmente requerem CNC ou processamento de metal tradicional para atender às especificações.
Xunjie suporta impressão de metal SLM, impressão de plástico FDM, impressão de resina, impressão de nylon HP MJF e SLS, fundição a vácuo e usinagem CNC. Podemos combinar o processo certo com a peça.
Desde suportes de protótipo único até lotes repetidos de peças de reposição, cuidamos da seleção do processo, confirmação do material e pós-processamento. Garantimos que as peças sejam instaladas e funcionem corretamente. Envie-nos os seus desenhos e indicaremos a solução mais adequada.
1、 A peça da minha máquina industrial está quebrada, mas o fabricante original não a produz mais. A impressão 3D pode ajudar em caso de emergência?
Esta situação é bastante comum, especialmente para equipamentos antigos que foram utilizados durante sete ou oito anos. A vantagem da impressão 3D é que não há necessidade de molde. Mesmo se você fizer apenas uma peça, o custo não será excessivamente alto. Você pode nos trazer a parte antiga para digitalização ou remodelação. Nós o imprimimos usando plástico de engenharia ou material metálico. Você pode instalá-lo e usá-lo imediatamente. No máximo, você pode obtê-lo em dois ou três dias.
2、 A resistência das peças impressas em 3D é suficiente? Eles quebrarão após alguns dias de uso?
Depende de como você escolhe o material e o processo. Para carcaças, suportes, tampas de engrenagens e outras peças que não suportam muita força, nylon ou ABS são suficientes. Sua resistência é semelhante à das peças moldadas por injeção e o uso diário é perfeitamente aceitável. Para áreas críticas de suporte de carga, você pode escolher náilon reforçado com fibra de carbono ou impressão em metal. A resistência à tração pode atingir dezenas de megapascais, e algumas são ainda mais fortes do que peças fundidas. O segredo é escolher o material com base nas condições reais de trabalho.
3. Você pode imprimir peças de metal ou só pode fazer peças de plástico?
Podemos fazer as duas coisas. Para plásticos, temos materiais industriais comuns como nylon, ABS, PC e TPU. Para metais, podemos fazer aço inoxidável, liga de alumínio e liga de titânio. Mas a impressão em metal custa mais do que em plástico. Geralmente é adequado para aplicações de alta temperatura e alta resistência, como carcaças de bombas e válvulas e peças de transmissão. Se não tiver certeza de qual material escolher, pode nos enviar os desenhos. Recomendamos com base no ambiente de trabalho da peça.
4、 Nossas peças precisam entrar em contato com óleo e líquido refrigerante. Os materiais de impressão 3D são resistentes ao óleo?
Nylon e PC têm boa resistência ao óleo. Especialmente o nylon dificilmente incha ou deforma quando embebido em óleo mineral ou fluido de corte. Se for um ambiente ácido forte ou alcalino forte, você precisará de materiais especiais como PVDF ou PPS. Em ambientes normais de lubrificação industrial e óleo hidráulico, os plásticos de engenharia regulares são suficientes.
5、 E se eu não tiver desenhos 3D? Você pode imprimir apenas a partir de uma parte física?
Sim, você pode. Envie-nos uma amostra e usaremos um scanner 3D para transformá-la em um modelo digital. Depois de corrigir os detalhes, podemos imprimi-lo. Se a peça estiver desgastada ou quebrada, também podemos preencher as peças que faltam com base na digitalização, então o que você obtém é uma peça totalmente nova.
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