Sau cùng ích lợi của việc sử dụng Polymer SDM là xây dựng những chỉ tiết mà gần như không thể xây dựng ở mọi quy trình khác. Từ những chi tiết không thể chế tạo bởi một quy trình sản xuất khác, đây không thật sự là một ứng dụng tạo mẫu nhưng thay vào đó là một ứng dụng sản xuất có hạn. Những nguyên tắc của chỉ tiết
trong phạm trù này là khai thác quá trình mà những khả năng nhỏ tập hợp những cơ
cấu, gắn kết đối tượng và những cấu trúc đa vật liệu. Sử dụng mold SDM để đúc ceramic xanh hay những phần kim loại trong khuôn Polymer cũng rơi vào trong phạm trù này.
Những cơ cấu nhỏ là một phạm trù của những chỉ tiết Polymer SDM. Trong khi có thể thay vào đó chế tạo bằng máy truyển thống và những thực hành kết hợp,
những quá trình này trở nên khó khăn hơn khi kích thước chỉ tiết co lại. Những cái khoá và đóng gói khác và những phương pháp đính kèm cũng trở nên công kểnh ở những kích thước nhỏ hơn và có thể lớn hơn và công kểnh hơn ở những phần gắn
liên. Những hệ thống tạo mẫu nhanh thương mại có thể gần như xây dựng những chỉ
tiết như vậy, nhưng nó có những giới hạn nghiêm túc. Quy trình Stereolithography thì rất mạnh, sản xuất những chỉ tiết đẹp. Nhưng nó thì † không thể hoà tan những cấu trúc hổ trợ làm giảm khả năng xây dựng những cơ cấu. Sản xuất những đối tượng thành khối và những quy trình Genisys thì cũng được loại trừ bởi không hoà tan cấu trúc hổ trợ của chúng. Z. Corporation và những quy trình đánh bóng cả hai sản xuất những chỉ tiết với những đặc tính cơ học rất yếu. SLS có độ bóng bể mặt nghèo và khó khăn cho việc thổi bột hổ trợ ở những hốc nhỏ. Quy trình Cubital có vài cấu trúc lắp ráp cỡ vừa, nhưng người sử dụng than phiền khó khăn về loại bổ vật chất hổ trợ
từ những đặc tính nhỏ. Chất hoà tan mới cho FDM cho phép xây dựng những cơ cấu,
nhưng chiều rộng của chúng sẽ giới hạn kích thước khả thi. Dung môi hoà tan sáp sử
dụng như những vật liệu hỗ trợ trong Polymer SDM, làm quy trình này trở nên cao
cấp hơn tất cả các hệ thống tạo mẫu nhanh thương mại khác trong việc xây dựng những cơ cấu nhỏ,
Những chỉ tiết với đối tượng gắn kết là phạm trù khác của những chỉ tiết có
thể xây dựng với Polymer SDM nhưng khó xây dựng bằng cách khác, vì thế gọi là
"những cấu trúc khôn khéo" là một ứng dụng chỉ tiết với sự gắn kết cảm biến hay là
cơ cấu truyễn động đầu từ đi theo bởi sự gắn kết thiết bị điện tử có thể được xây dựng với Polymer SDM. Quy trình cạnh tranh cho những ứng dụng này bao gồm Stereolithography, sự đóng gói điện tử đơn giản. Stereolithography sử dụng những cảm biến gắn kết nhưng quy trình này thì quá công kểnh. Quá trình xây dựng bình thường phải được ngắt cho những lời giới thiệu của những cảm biến và sau đó quá trình phải được khởi động lại, với hy hy vọng phần cứng phủ lại đó không làm xáo trộn vị trí của cảm biến đó. Sự gắn kết của những cảm biến dày thậm chí còn liên quan hơn trong quá trình như vậy. Quy trình Polymer SDM dễ dàng cho phép cài
đặt những phân tử gắn kết, mà có thể cân đối hình dạng bất thường từ những hốc thích ứng có thể được lập kế hoạch và được chế tạo bằng máy, nếu mong muốn gắn kết những đối tượng có thể được thiết lập và về sau hình thành phù hợp với những mặt cong; điều đó được làm với LED thấu kính cho dụng cụ dò fìm máy tính. Điều
này có thể cho phép đáng kể nhiều tính linh hoạt hơn với Stereolithography. Sự
đóng gói điện tử truyền thống bình thường thì yêu cầu một dạng từ ngoài vào trong
mà những chỉ tiết điện tử này đã đượchoạt động tốt hơn; nó thường thực hiện trong lớp đơn. Quy trình này thì không thích ứng với những hình học tuỳ ý mà có thể chế tạo qua quá trình SDM.
Sử dụng những phân xưởng truyền thống và những người khác cho xây dựng
kiểu thiết bị này, với sự sắp đặt này, những cảm biến, những cơ cấu truyền động đầu từ hay điện tử được chứa đựng bên trong một cấu trúc nhiều mãnh riêng biệt. Điều này thì chấp nhận được hay nó có thể không phụ thuộc vào ứng dụng. Nếu cảm biến đo những ứng suất hay những thuộc tính khác bên trong cấu trúc khối đơn, một mối ghép không tốt, nhiều mãnh đại điện một tình trạng khác nhau. Điện tử có thể hoạt
động tốt hơn bên trong phần như vậy, nhưng có sự ngừng sản xuất giữa hai giải pháp. Điện tử gắn kết chế tạo bằng quy trình Polymer SDM không thể phục hồi. Những đặc trưng nhiệt của những thiết bị Polymer SDM có thể được thay đổi nhiều, hoặc điện tử học làm cách ly môi trường; nhiệt lớn thiết kế tính linh hoạt có thể sử dụng trong Polymer SDM vật liệu Polymer bên trong xung quanh những thiết bị điện tử có thể cải thiện sự tản nhiệt ở những ngoại vi bởi sự đảm bảo tiếp xúc gần và sự làm mát đầy đủ. Toàn bộ tính linh hoạt được thiết kế để cung cấp sử dụng cho Polymer SDM cho sản xuất với những chỉ tiết với cảm biến gắn kết , cơ cấu truyền
Xây dựng những chỉ tiết nhiều vật liệu là một lợi thế khác của quy trình
SDM. Chúng có ích đặc biệt để xây dựng những hệ thống điện tử gắn kết với sự đa dạng thuộc tính. Cả nhiệt độ và những đặc trưng cấu trúc của những thiết bị như vậy có thể thay đổi bên trong phương pháp này. Những đặc trưng nhiệt độ có thể được sửa đổi do việc sử dụng những vật liệu với những tính dẫn nhiệt khác nhau hay những sự chuyển tiếp sự thay đổi pha khác thường. Những bọt Polymer có thể sử dụng để cách ly những thành phần khác nhau hay từ môi trường, trong khi những Polymer làm đẩy với nhôm, boron nitride hay những vật liệu khác có thể sử dụng để tăng thêm sự chuyển nhiệt giữa hai vùng. Những vật liệu thay đổi pha có thể sử dụng để hút lượng nhiệt vào nhất thời, sự thẩy nhiệt ra môi trường hay vào trong thiết bị. Những đặc trưng cấu trúc có thể được thay đổi rộng rãi bên trong cấu trúc của chỉ tiết. Một ví dụ tiêu biểu là khung bên trong cứng, được bao quanh bởi những vỏ gân chất hấp thụ chứa đựng mật độ thấp không gian đây bọt và những sự bảo vệ điện tử gắn kết. Sử dụng những nguyên liệu khác nhau trong quá trình Polymer SDM cho phép những thuộc tính phù hợp với những ứng dụng đã cho. Những cấu trúc như vậy thì khó xây đựng ở bất kỳ quá trình nào trừ Polymer SDM.
Không có một ứng dụng nào ở đây có thể dễ dàng được hoàn thành mà không
có Polymer SDM. Như vậy Polymer SDM là một quá trình sản xuất có hạn, hơn là
một quy trình tạo mẫu cho những chỉ tiết được dự định làm một vài cách khác nào đó. Sử dụng quá trình sản xuất này có một vài vấn để. Trước hết hiện tại thiếu những chỉ tiết hoàn toàn được lập kế hoạch tự động hoá cho những công cụ có nghĩa mỗi thiết kế mới thì yêu câu phát triển quy trình con người thật. Điều này có nghĩa
là những phần duy nhất tương đối đất. Nếu những lô nhỏ hay trung bình của những
chỉ tiết đồng nhất cần đến, quy trình lập kế hoạch đầu tư này có thể truyền qua một
số lượng chỉ tiết hợp lý; vấn để thứ hai là giá cả, những chỉ tiết Polymer SDM đắt tương đối bởi vì sự gia công bằng máy rộng lớn và thời gian sửa chữa dài và yêu cầu làm mát của chu trình này. Giới hạn này là sử dụng quy trình sắn xuất chạy ngắn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
những chỉ tiết tốn kém.
6.7 Kết luận.
Một vài ứng dụng này của Polymer SDM đã được chế tạo hoặc cải thiện bởi
vật liệu đồng nhất hiện thời và nghiên cứu những vật liệu bền. Tác động lớn nhất được làm bởi những lớp nguyên liệu mặt nạ hàn đồng nhất như vật liệu hổ trợ tiểm
năng cho Polymer SDM, những nguyên liệu này cho phép phát triển của quy trình
Mold SDM, mà mớ rộng rất lớn sự lựa chọn những vật liệu có thể chế tạo chỉ tiết. Những vấn để chính khác tiến tới phát triển những dung môi mà cho phép loại bỗ
hoàn toàn vật liệu hỗ trợ sáp. Như vậy cho phép đúc nhiệt những vật liệu chỉ tiết sử dụng cho những chỉ tiết có đặc tính tinh tế, những cơ cấu lắp ghép và những khoảng hở nhỏ. Ví dụ tốt nhất của những ứng dụng này là xây dựng những kết cấu khí động
học làm với vật liệu chỉ tiết Polyurethane trong khi vật liệu đồng pha hướng tới sự phát triển những ứng dụng mới này, nghiên cứu độ bền vật liệu cho phép cải thiện những vật liệu được lựa chọn cho sử dụng trong những chức năng tạo mẫu. Những vật liệu mới này TDT 205-3 Polyurethane và 501/530 epoxy có những độ bên lớp xen cao hơn những vật chất trước đây như LUC-4180 Polyurethane. Điều này cho
phép xây dựng những chỉ tiết với những diện tích tiếp xúc lớp xen nhỏ hơn với việc giảm đáng kể sự mạo hiểm của sự phân lớp trong thời gian sử dụng.
Quá trình Moid SDM khác nhau giới thiệu những cơ hội mới cho sự sản xuất Polymer SDM. Những chỉ tiết cuối cùng thì được đúc thành khối, tránh những giao
diện lớp xen, những khuyết tật lớp xen ầm tàng và những ứng suất dư từ việc xây
dựng theo lớp. Điêu này cho phép sử dụng những vật liệu như là LUC-4180 có những thuộc tính khối lớn tốt nhưng những thuộc tính giao điện nghèo và sự mở
Chương 7
SO SÁNH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ
CÁC CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH
7.1 So sánh những công nghệ tạo mẫu nhanh.
Những công nghệ tạo mẫu nhanh có thể so sánh một sự đa dạng của tiêu
chuẩn sử dụng, nhưng quan trọng nhất là giá và tốc độ. Những người thao tác thì
cũng liên quan phần nào như là : sự chính xác và độ bóng bể mặt của nó, nguyên
liệu nào có thể sử dụng, những hình học nào có thể được tái tạo và chỉ tiết có thể
xây dựng lớn ra sao. Một tầm nhìn lâu dài hơn, một quá trình mà có thể thu nhỏ tỷ lệ với tốc độ lớn hơn hay xây dựng với diện tích lớn hơn sẽ có khả năng tốt hơn để tổn tại trong khi công nghệ đang hoàn thiện và một quy trình thân thiện với môi
trường hơn sẽ giành chiến thắng cho những người ủng hộ sản xuất “xanh“ trở thành
sự liên quan lớn hơn. Những sự so sánh công nghệ SEF này đã được thương mại hoá. 7.1.1 Giá
Sản xuất bằng trang thiết bị SFF là một để xuất đắt, yêu cầu chỉ phí tối thiểu là $100.000 chỉ trên một máy, cộng với chi phí bảo trì, máy tính, vật liệu và trong một vài trường hợp thiết bị sau bảo đưỡng (bảng 7.1). Dưới dạng đầu tư vốn, phương pháp xử lý nền tảng rắn Cubital's Soliđer 5600 có lẽ là đắt nhất trong công nghệ SFF, một sự cạnh tranh duy nhất bởi những máy năng suất cao SUA stereolithography. SLA-500 giá $500.000 và Solider 5600 giá $445.000, nhưng kích
thước và trọng lượng của Solider cần phải đầu tư những phương tiện lớn hơn. Những hệ thống khoảng $100.000 sẵn sàng cho việc sản xuất đối tượng cán mỏng, photo-
solidification và cũng như stereolithography cho việc xây dựng những diện tích nhỏ hơn. Hệ thống LOM và photo-solidification thì cũng sẵn sàng cho việc xây dựng
những diện tích lớn với giá $200.000.
Những chi phí bảo dưỡng thì được xem xét cách khác. Nói chung laser thì yêu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
cầu thay thế tốn kém và thường xuyên, việc làm cho hệ thống đắc hơn là sử dụng những đèn UV. Những máy stereolithography của 3D Systems thì sử dụng tía lade,
ví dụ như lade có tuổi thọ được kỳ vọng là 2000 giờ so sánh với những đèn UV LST- 1212 là có tuổi thọ được kỳ vọng 10.000 giờ. Một máy SLA hoạt động mỗi ngày 8
giờ cần thay lade mới mỗi năm một lần, nhưng nó có thể chạy không cần sự quan tâm, nhiều công việc lớn được để lại chạy qua đêm và số lượng thay thế laser hàng
năm có thể cao hơn. Những báo cáo Chrysler cho thấy laser có thể bỏ đi mỗi sáu
tháng sau 4000 giờ sử dụng. Giá laser là $25.000 cho máy SLA-500 hay là $9200
LSI-1212 có giá chỉ $200. Những hợp đồng bảo dưỡng SLA bao gồm những sự thay thế laser có thể được mua từ 3D Systems giá tương ứng cho SLA-250 và SLUA-500 là
$36.000 và $85.000, những hợp đồng dịch vụ cơ bản là $25.000 và $45.000. Mặc khác số lượng chỉ tiết không laser trong hệ thống Cubital làm chúng giống hơn hệ thống cần được sự phục vụ, sự tương phản giá hợp đồng dịch vụ cao của Cubital.
Chỉ phí giới hạn cũng có thể cao vô cùng với hệ thống SGC Solider, những chỉ phí nguyên vật liệu cao hơn bởi vì sáp hổ trợ và nhựa phải được vứt bỏ sau khi xây dựng. Hơn nữa theo Terry Wohlers thì thời gian xây dựng dài kết hợp với giá hoạt
động Hên quan có thể làm cho chỉ tiết sản xuất lâu hơn giá đắt hơn với những hệ
thống Solider khác. Nhưng nếu nhiều chỉ tiết hiệu quả được đóng gói vào trong diện
tích xây dựng và xây dựng cùng lúc (một tập quán chung của Solider), giá đi theo có
thể trả dân trên tất cả các chỉ tiết và tổng giá trên một chỉ tiết có thể thấp hơn với
SGC hơn bất kỳ hệ thống SLS, SLA, LOM hay FDM như được báo cáo bởi Au và
WrIghi.
Công nghệ Giá cơ bản Hợp đổng | Giá sau sửa | Chrysler [22,
Dịch vụ chữa 49] $I SLA-190/20 SLA-500/30 LST-1212 LSL2224 SGC Solider 5600 Solider 4600 DSPC (Soligen FDM FDM-1600 3D Modeler SLS Sintersfation 2000 $8 LOM M-101 19 LOM-2030 19
Bảng 7.1 So sánh những công nghệ tạo mẫu nhanh: Giá Chỉ tết Chrysler giá những
hình là phạm vì của đánh giá được công bố của chỉ phí thực để sẵn xuất một chí nhỏ
Việc đánh giá những công nghệ SEF khác nhau thì chủ quan cố hữu, cũng giống như nghiên cứu của chuẩn Chrysler sản xuất 1.5x1.5x3" của đồng hỗ công tơ mớt, tuy vậy việc fìm SGC là công nghệ đất nhất cho sản xuất chỉ tiết và sự m kiếm khác để công nghệ ít đắc tiên nhất. Sản xuất đắt hơn hiếm khi xảy ra hay việc không đóng gói diện tích xây dựng lớn hơn của chúng cũng có thể nâng giá chỉ tiết đáng kể.
Bởi ¡những tham số điều chỉnh như hình dạng, kích cỡ hay kiểm tra chỉ tiết cẩn thận đa số các công ty bất kỳ có thể sản xuất trong trường hợp hệ thống của họ có hiệu quả kinh tế. Những khách hàng tiểm năng cẩn biết mẫu mã, kích cỡ và số lượng chỉ tiết đang sản xuất để ước lượng phí tốn thực tế mỗi hệ thống cho doanh
nghiệp của họ. Việc sản xuất nhiễu chỉ tiết hơn theo chuẩn đánh giá Chrysler và giải thích những kết quả, xem ở phụ lục B.
7.1.2 Tốc độ.
Như với giá, tốc độ SFF có thể được đo nhiễu cách (bảng 7.2). Những cách tiếp cận bổ sung tới SFF, Cubital's Solider 5600 là một trong số ố hệ thống nhanh nhất khi tính toán bởi tổng in lập phương trong một giờ được sản xuất. Đây là kết quả của lớp trong thời gian tạo dựng qua một diện tích xây dựng lớn. Mỗi lớp làm mất 65 giây bất chấp vùng có nhựa cứng hoá rắn cho một nhịp độ xây dựng được đánh giá