Hvordan bruges 3D -udskrivning til at hjælpe med udviklingen af ​​elektroniske injektionsforme?

一, designverifikation: accelereret iteration fra koncept til fysisk genstand
1. Rapid Prototyping -verifikation forkorter udviklingscyklussen
Traditionel skimmeludvikling kræver en cyklus af "designforarbejdningsforsøgsmodifikation", hvor hvert trin tager 7 - 10 dage . 3 D -udskrivning komprimerer verifikationscyklussen til inden for 24 timer ved direkte fremstilling af funktionelle prototyper. Et smartwatch-dial-projekt bruger Stratasys J850 fuldfarve multimaterialprinter til at komplette prototypeproduktion inklusive gennemsigtige vinduer og metalliske dekorative strimler inden for 12 timer, hvilket er 8 gange hurtigere end traditionel CNC-bearbejdning. Denne prototype blev direkte anvendt til strukturel test og identificerede 3 interferensproblemer, idet man undgik et tab på ca. 120000 yuan fra efterfølgende formmodifikationer.
2. gennemførlighedsverifikation af komplekse strukturer
Elektroniske produktforme involverer ofte komplekse design, såsom mikrostruktur og uregelmæssige strømningskanaler . 3 D -udskrivning, kan skabe 1: 1 fysiske modeller til kanalsimulering. I udviklingen af ​​en AR -briller benform testede ingeniører tre forskellige kors - sektionsformer af flowkanaler gennem 3D -udskrivning:
Cirkulær kanal: Fyldningstid 2,1 sekunder, men der er fusionslinjer til stede
Trapezoidal strømningskanal: Påfyldningstid på 1,8 sekunder, reduceret svejselinie med 40%
Biomimetisk bladvenkanal: Påfyldningstid på 1,5 sekunder, ingen fusionslinje og reduceret tryktab med 25%
Det endelige valg af biomimetisk flowkanaldesign øgede produktudbyttet fra 82% til 96%.
3. verifikation af flere materielle kombination
Moderne elektroniske produkter forfølger slankhed, og forme er nødt til at integrere flere materialegenskaber . 3 D-udskrivning understøtter gradientudskrivning af ingeniørplast, såsom pc/abs, pa12, tpu osv. I udviklingen af ​​en drone-skal blev det ved at simulere svindhastigheden for forskellige vægtykheder (0,8-2,5MM) gennem lagdelt udskrivning, det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet i simulering af krympningshastigheden for forskellige vægtykninger (0,8-2,5mm) gennem lagdelt udskrivning, det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet, at det blev fundet, at: det blev fundet, at det blev fundet, at: det blev fundet, at det blev fundet, at krympningshastighed
Krympningshastighed på 0,6%, når vægtykkelse er 1,2 mm
Krympningshastighed på 0,85%, når vægtykkelse er 1,8 mm
Krympningshastighed 1,1% Når vægtykkelse er 2,5 mm
Baseret på dette skal du optimere skilleoverfladedesignet for at opnå en dimensionel nøjagtighed på ± 0,03 mm for produktet, opfylder standarderne for luftfartsgrad.
2, Strukturoptimering: Fra funktionel implementering til gennembrud
1. Det overensstemmende kølesystem forbedrer effektiviteten
Køletiden tegner sig for 60% -70% af injektionsstøbningscyklussen, og det traditionelle lige vandkølesystem har lav effektivitet . 3 D -udskrivning kan fremstille spiral og træformet vandveje, hvilket øger køleeffektiviteten med 40%. Efter at have anvendt Shanghai Yisus 3D -udskrivning af konform vandvejsteknologi til rammeformen på en bestemt 5G -mobiltelefon:
Køletid reduceret fra 18 sekunder til 11 sekunder
65% reduktion i produktfortrængning og deformation
Formenes levetid er øget fra 300000 formcyklusser til 800000 formcyklusser
Denne teknologi har øget den daglige produktionskapacitet fra 48000 stykker til 75000 stykker, og udstyrsudnyttelsesgraden er steget med 56%.
2. Letvægtsstruktur reducerer energiforbruget
Elektroniske produktforme er nødt til at afbalancere styrke og vægt. Topologyoptimeringsteknologien for 3D -udskrivning kan fjerne 30% - 50% af ikke -belastningsbærende materialer. En bestemt bærbar A-side-form blev topologisk optimeret ved hjælp af Altair Optistruct-software til at generere en honningkageforstærket ribbenstruktur:
Vægt reduceret med 42%
25% stigning i stivhed
Injektionstryk reduceret med 18%
Dette design reducerer energiforbruget for en enkelt injektionsstøbemaskine fra 12 kW til 9,5 kW, hvilket sparer over 200000 yuan i elektricitetsomkostninger årligt.
3. Integreret design reducerer samlingsprocesser
Traditionelle forme kræver samling af flere dele, mens 3D -udskrivning kan opnå integreret fremstilling. En TWS -øretelefonopladningssagsform integrerer 23 dele inklusive skyderen, skråt top og ejektorpin i 3 udskrivningskomponenter:
Forsamlingstid reduceret fra 8 timer til 1,5 timer
Akkumuleret tolerancefejl reduceret fra 0,15 mm til 0,03 mm
Passprocenten for produktforseglingstest er steget fra 92% til 99,5%
Dette design øger den daglige produktionskapacitet fra 120000 stykker til 180000 stykker og imødekommer den årlige salgsefterspørgsel på 20 millioner enheder.
3, masseproduktionsapplikationer: Fra teknologiske gennembrud til industriel implementering
1. Metal 3D -udskrivning til direkte fremstilling af forme
For høj - præcision og lang - livsforme har metal 3D -udskrivning opnået industriel anvendelse. En bestemt medicinsk elektronisk enhedsskalform bruger EOS M 290 udstyr til at udskrive H13 værktøjsstål:
Hårdhed når 52 timer
Overflades ruhed Ra0,8 μm
Over 1,5 millioner cyklusser af levetid
Denne form erstatter direkte traditionel CNC -bearbejdning, forkorter udviklingscyklussen fra 60 dage til 18 dage og reducerer omkostningerne med 45%.
2. Hybridfremstilling forbedrer omkostningerne - effektivitet
Til lav til medium produktionsforme kan der anvendes en hybridtilstand af "3D -udskrivningskerne+traditionel behandlingsperiferi". For en smart bærbar enhedsskallform:
Kernen vedtager 3D -trykt PA12 -materiale (koster 8000 yuan)
Hulrummet er lavet af traditionelt P20 -stål (koster 25000 yuan)
De samlede omkostninger reduceres med 60% sammenlignet med alle stålforme
Udviklingscyklus forkortet fra 35 dage til 12 dage
Denne model gør produkter med en årlig output på mindre end 500000 enheder økonomisk gennemførlig.
3. integration af digitale produktionssystemer
Ledende virksomheder har etableret dyb integration af 3D -udskrivning og MES -systemer. En bestemt elektronisk produktionsvirksomhed opnår fuld proces digitalisering gennem følgende arkitektur:
Design End: Brug NX -software til skimmeldesign og generer automatisk 3D -udskrivningsstøttestrukturer
Produktionsenden: HP Multi Jet Fusion 5200 Enhed Uploads Printdata i Real - Tid
Kvalitetsinspektion End: Zeiss Atos Q 3D -scanner sammenligner automatisk designmodeller
Management End: SAP System justerer dynamisk produktionsplaner
Dette system har øget responshastigheden for skimmeludvikling med tre gange og opnået en 99,2% på - tidsleveringshastighed for ordrer.
4, tekniske udfordringer og responsstrategier
1. gennembrud i materiel ydeevne
The current 3D printing materials still have limitations in high temperature (>250 ℃) and high wear resistance (>500000 cyklusser) scenarier. Løsningen inkluderer:
Udvikling af Nano -forstærkede kompositmaterialer (såsom kulfiber/PA12)
Udskrivning af metalforme ved hjælp af Laser Selective Melting (SLM) -teknologi
Anvendelse af fysisk dampaflejring (PVD) overfladebehandlingsteknologi
2. præcisionskontrolsystem
Den dimensionelle nøjagtighed af 3D -udskrifterforme skal nå ± 0,02 mm for at imødekomme kravene i elektronikindustrien. Foreslå at etablere:
Tre koordinatmålemaskine (CMM) online inspektion
Kontrolsystem til lukket sløjfe til udskrivningsproces
Postbehandling præcisionsbearbejdning (såsom mikrofræsning, elektrisk udladningsbeskyttelse)
3. Industristandardindstilling
På nuværende tidspunkt er der en mangel på samlede standarder for 3D -udskrifterforme, hvilket resulterer i ujævn kvalitet. Brug for at fremme:
Forbedring af ISO/ASTM International Standard System
Etablering af branchecertificeringssystem (såsom UL -certificering)
Opgradering af interne kontrolstandarder for virksomheder (såsom Huaweis krav om, at skimmellivet skal være større end eller lig med 1 million skimmelcyklusser)