Cum să alegeți serviciile de imprimare 3D pentru prototipuri și producție

Servicii de imprimare 3D : Răspunsul scurt la alegerea furnizorului potrivit

Furnizorul potrivit de servicii de imprimare 3D este cel al cărui proces, materiale și finisare se potrivesc cu ceea ce trebuie să facă piesa ta, nu cel cu cea mai lungă listă de mașini. În practică, majoritatea cumpărătorilor aleg dintre patru căi dovedite: rășină SLA sau DLP pentru detalii fine și suprafețe netede, nailon SLS pentru părți funcționale, metal SLM pentru părți puternice sau expuse la căldură și plastic FDM pentru modele mari, în stadiu incipient. Obținerea meciului corect de la început economisește mai mult timp decât orice negociere ulterioară.

Iată o situație pe care o vedem des. O echipă de ingineri are un design de carcasă care va merge la turnare prin injecție în trei luni. Au nevoie de zece piese care arată ca produsul final pentru o expoziție comercială și încă douăzeci care pot supraviețui unui test de cădere și câteva săptămâni de manipulare pe teren. Sunt două locuri de muncă diferite. Trimiterea ambelor la aceeași mașină compromite de obicei aspectul sau rezistența, în timp ce serviciile bune de imprimare 3D împart munca: rășină și vopsea pentru mostrele de prezentare, nailon pentru testul de cădere.

Aceeași logică se aplică atunci când căutați un producător sau furnizor de servicii de imprimare 3D din China. Un partener capabil nu vă acceptă pur și simplu fișierul și apăsați tipărire. Ei verifică grosimea peretelui, întreabă unde va fi folosită piesa, sugerează un material mai potrivit și vă spun în prealabil ce suprafețe vor necesita prelucrare sau vopsire. Acea conversație este un semnal de calitate mai puternic decât orice listă de echipamente.

Acest ghid este scris pentru designerii de produse, inginerii și echipele de aprovizionare care comandă prototipuri, jig-uri, loturi mici și piese de uz final. Acesta acoperă următoarele subiecte:

• Principalele tipuri de servicii de imprimare 3D personalizate și ceea ce face fiecare bine
• Cum trece o lucrare de la un fișier digital la o piesă finită
• Cum să alegi între rășină, nailon și materiale metalice
• Când prelucrarea CNC sau replicarea matriței din silicon este cea mai potrivită
• Cum să compari un furnizor comercial de servicii de imprimare 3D în punctele care contează
• Cum să îngrijești piesele imprimate după livrare

Începeți cu ceea ce trebuie să facă piesa, apoi alegeți procesul; inversarea acestei ordini este cea mai frecventă cauză de reluare.

Tipuri comune de servicii de imprimare 3D și caracteristicile acestora

ISO/ASTM 52900, standardul care definește termenii de fabricație aditivă, grupează tehnologia în șapte familii de procese. Serviciile comerciale de imprimare 3D își construiesc oferta în principal pe trei dintre ele: fotopolimerizarea cuvei (SLA și DLP), fuziunea în pat de pulbere (SLS și SLM) și extrudarea materialului (FDM). Parcurgeți cardurile de mai jos pentru a vedea cum se comportă fiecare în proiecte reale.

• Rășină SLA

  Un laser UV întărește rășina lichidă strat cu strat. Este puternic pe trăsături fine, margini ascuțite și suprafețe netede.

  Utilizări tipice: modele de aspect, modele principale, piese transparente și carcase mici.

  Atenție la: fragilitate în unele rășini și îngălbenire lentă la expunere lungă la UV.

• Rășină DLP

  Un proiector întărește un strat întreg deodată, astfel încât timpul de construcție rămâne constant chiar și cu multe piese mici pe o singură placă.

  Utilizări tipice: piese mici detaliate, conectori, componente miniaturale și loturi de modele.

  Urmăriți: o suprafață de construcție mai mică decât multe mașini bazate pe laser.

• nailon SLS

  Un laser sinterizează pulbere de nailon. Pulberea din jur susține piesa, astfel încât formele complexe și ansamblurile în mișcare sunt practice.

  Utilizări obișnuite: potriviri prin închidere, carcase, conducte, prototipuri funcționale și piese de utilizare finală de scurtă durată.

  Atenție la: o suprafață granulată, cu excepția cazului în care piesa este vopsită, sablata sau netezită.

• SLM metal

  Un laser topește complet pulberea metalică într-o atmosferă protectoare, producând piese dense din aluminiu, oțel inoxidabil și aliaje de titan.

  Utilizări tipice: suporturi, colectoare, structuri ușoare și componente expuse la căldură.

  Urmăriți: suporturi, stres rezidual și nevoia de prelucrare a fețelor critice.

• Plastic FDM

  O duză încălzită depune filament termoplastic. Se potrivește pieselor mari și modelelor în stadiu incipient.

  Utilizări tipice: corpuri de iluminat, machete mari și carcase simple.

  Urmăriți: linii vizibile ale straturilor și rezistență mai mică între straturi.

Tabel de referință rapidă

Mulți cumpărători solicită un singur serviciu de imprimare 3D personalizat și se așteaptă la un singur răspuns. În realitate, un furnizor de servicii de imprimare 3D cu experiență combină adesea rute în interiorul unui proiect. O carcasă de iluminat poate fi imprimată în rășină SLA pentru carcasa vizibilă, în nailon SLS pentru suportul intern și ulterior reprodusă în loturi mici prin matrițe de silicon odată ce designul este înghețat. Gândirea în trasee mai degrabă decât într-o singură mașină vă oferă mai multe opțiuni și mai puține surprize.

Graficul de mai jos compară cele cinci rute pe cinci calități pe care cumpărătorii le ridică cel mai des. Celulele mai întunecate înseamnă un rezultat mai puternic în comparație cu celelalte patru rute, așa că citiți-l ca un clasament, mai degrabă decât o măsurătoare.

Harta termică arată de ce niciun proces nu câștigă fiecare categorie. SLA și DLP conduc la detalii și finisare a suprafeței, motiv pentru care sunt punctul de plecare obișnuit pentru modelele de aspect și modelele principale care ulterior vor fi vopsite sau copiate în silicon. Nailonul SLS și metalul SLM conduc la rezistență, iar SLM adaugă cea mai mare rezistență la căldură, ceea ce contează pentru suporturi și componente din apropierea motoarelor sau căilor de evacuare.

FDM se clasează cel mai înalt în ceea ce privește dimensiunea construcției, așa că rămâne util pentru corpuri mari și machete timpurii unde calitatea suprafeței este secundară. Pentru un producător care oferă imprimare pe rășină, nailon și metal împreună cu prelucrarea și vopsirea, acest tip de masă devine un ghid practic de rutare: fiecare piesă este trimisă la procesul care corespunde cerinței sale principale, iar golurile rămase sunt închise cu finisare. Dacă piesa dvs. are nevoie de două sau trei dintre aceste calități simultan, așteptați-vă la o rută combinată și nu la o singură imprimantă.

Fiecare proces este cel mai puternic într-o zonă diferită, așa că potriviți-o pe cea care acoperă cerința dvs. principală și închideți restul cu finisare.

Cum funcționează serviciile de imprimare 3D industriale de la fișier la piesa finită

Înțelegerea fluxului de lucru vă ajută să estimați de unde provin întârzierile și problemele de calitate. Majoritatea serviciilor de imprimare 3D industriale urmează aceiași șase pași, chiar dacă mașinile diferă.

1. Examinarea fișierului. Inginerul vă verifică STEP, STL sau modelul 3D similar pentru pereți subțiri, cavități închise, fețe și unități lipsă. O recenzie bună semnalează problemele înainte de imprimare, nu după.
2. Alegerea procesului și a orientării. Piesei i se atribuie un proces și o orientare de construcție. Orientarea afectează calitatea suprafeței, direcția rezistenței, numărul de suporturi și timpul de imprimare.
3. Imprimare. Mașina construiește piesa strat cu strat. Grosimea stratului variază în mod obișnuit de la aproximativ 0,025 mm la mașinile cu rășină fină până la 0,2 mm sau mai mult la echipamentele FDM.
4. Curățarea și îndepărtarea suportului. Părțile din rășină sunt spălate și post-întărite UV. Piesele din nailon sunt depudrate. Piesele metalice sunt tratate termic dacă este necesar și tăiate de pe placa de construcție, iar suporturile sunt îndepărtate.
5. Post-procesare și finisare. Slefuirea, sablare, vopsire, grunduire, vopsire, filetare sau prelucrarea fețelor critice sunt adăugate conform desenului.
6. Inspecție și ambalare. Dimensiunile cheie sunt verificate, suprafețele sunt inspectate și piesele sunt ambalate, astfel încât caracteristicile fine să nu fie deteriorate în timpul transportului.

Observați că imprimarea în sine este doar un pas. Cumpărătorii care judecă un furnizor numai după numărul de imprimanți trec adesea cu vederea cât de mult din calitatea finală provine din pașii patru și cinci. Revenim la asta în secțiunea de post-procesare.

Detalii de design care schimbă rezultatul

Deciziile mici de proiectare decid adesea dacă o piesă imprimată funcționează. Tabelul de mai jos prezintă îndrumările de pornire pe care mulți furnizori de servicii le folosesc atunci când examinează fișierele. Limitele exacte depind de mașină, material și dimensiunea piesei, așa că tratați-le mai degrabă ca declanșatoare de conversație decât ca reguli fixe.

Două obiceiuri scutesc cele mai multe probleme. În primul rând, marcați care fețe sunt funcționale, cum ar fi locurile lagărelor, suprafețele de etanșare și fețele de îmbinare, astfel încât furnizorul să poată planifica prelucrarea sau alezarea numai pe acele fețe. În al doilea rând, evitați să proiectați cavități complet închise decât dacă adăugați găuri pentru îndepărtarea pulberii sau a rășinii; o parte goală care nu poate fi golită fie va fi respinsă, fie va ajunge mai grea și mai slabă decât era prevăzut.

Imprimarea este un pas dintr-un lanț în șase pași, iar alegerile de proiectare făcute înainte de primul strat decid majoritatea a ceea ce se întâmplă după acesta.

Materiale pentru servicii personalizate de imprimare 3D: rășină, nailon și metal

Alegerea materialului determină rezistența, aspectul, toleranța la căldură și modul în care piesa îmbătrânește. Un serviciu de imprimare 3D personalizat ar trebui să poată explica de ce recomandă un material față de altul în termeni simpli, legați de cazul dvs. de utilizare. Cele două coloane de mai jos împart opțiunile în polimeri și metale.

Selectarea materialului dintr-o privire

Întrebări de rezolvat înainte de a alege un material

• Care este temperatura maximă pe care o va vedea partea și pentru cât timp?
• Va transporta încărcătura o dată, în mod repetat sau își va menține forma doar?
• Va întâlni uleiuri, agenți de curățare, apă sau lumină de exterior?
• Trebuie să arate ca un produs finit sau doar să se potrivească și să funcționeze?
• De câte piese veți avea nevoie acum și de câte mai târziu?

Răspunsul la aceste cinci întrebări în întrebarea dvs. scurtează de obicei ciclul de citare cu o rundă completă de e-mailuri, deoarece inginerul poate recomanda un material fără să ghicească.

Temperatura, sarcina, mediul si aspectul sunt cele patru fapte care decid materialul; împărtășește-le în primul tău mesaj.

Aplicații și puncte de selecție pentru servicii de imprimare 3D industriale și comerciale

Serviciile de imprimare 3D industrială apar în aproape fiecare sector de producție, dar motivele pentru care oamenii le folosesc sunt surprinzător de consistente: au nevoie de o piesă fizică mai rapid decât permite sculele sau au nevoie de o formă pe care alte metode se chinuie să o realizeze. Cele două coloane de mai jos conectează scenariile tipice cu punctele care contează atunci când alegeți un furnizor pentru fiecare.

Servicii de imprimare 3D la scară largă

Când cumpărătorii caută servicii de imprimare 3D la scară largă, ei înseamnă de obicei unul dintre două lucruri: o singură piesă care depășește volumul de construcție al mașinilor standard sau multe piese medii necesare într-un singur lot. Primul caz este de obicei rezolvat prin împărțirea modelului în secțiuni cu caracteristici de aliniere, cum ar fi chei sau știfturi, imprimarea secțiunilor, apoi lipirea și finisarea cusăturilor astfel încât îmbinarea să dispară sub vopsea. Al doilea caz este rezolvat prin imbricarea eficientă a pieselor și prin alegerea unui proces, cum ar fi nailonul SLS, în care multe părți împărtășesc o singură construcție.

Întrebați un potențial furnizor cum gestionează cusăturile și planeitatea părților despicate. Un răspuns clar, în mod ideal cu un exemplu de fotografie, vă spune mult mai mult decât o dimensiune maximă declarată.

Loturi mici și producție de punte

O altă utilizare în creștere este producția de poduri, în care piesele imprimate sau turnate umplu golul dintre prototip și producția de masă. Dacă matrița dumneavoastră de injecție va dura între opt până la douăsprezece săptămâni, un furnizor comercial de servicii de imprimare 3D vă poate menține linia pilot, testele pe teren sau comenzile timpurii ale clienților în mișcare. Pentru piesele de aspect, replicarea matriței din silicon preia adesea odată ce un model principal este aprobat, deoarece o singură matriță poate produce un lot mic de copii consistente. Alegerea unui furnizor care oferă atât imprimare, cât și replicare evită transferul de fișiere și desene între companii.

Alegeți un furnizor după cât de bine vă sprijină următorul pas, nu doar prototipul actual.

Comparație detaliată a serviciilor de imprimare 3D, prelucrare CNC și replicare matrițe din silicon

Multe proiecte nu au deloc nevoie de imprimare 3D, iar un furnizor onest vă va spune acest lucru. Tabelul compară cele mai comune trei rute pentru prototipuri și loturi mici, astfel încât să puteți vedea unde se potrivește fiecare.

Precizia este factorul despre care cumpărătorii îl întreabă cel mai mult și este, de asemenea, cel mai des înțeles greșit. Următorul diagramă prezintă toleranțe de lucru indicative pentru fiecare rută de imprimare. Vă rugăm să îl citiți ca un ajutor de planificare, deoarece rezultatele reale depind de dimensiunea piesei, geometrie, orientare și calibrarea mașinii.

Graficul arată că traseele de rășină stau la capătul strâns pentru caracteristici mici, motiv pentru care sunt alese pentru conectori, carcase fine și modele unde potrivirea contează. Metalul SLM se încadrează într-o bandă similară pentru piesele mici, dar numerele se aplică caracteristicilor așa cum sunt imprimate, iar alezajele critice sau fețele de îmbinare sunt prelucrate în mod normal ulterior pentru a atinge limite mai strânse.

Nylonul SLS și FDM prezintă valori mai largi, deoarece contracția pulberii, comportamentul termic și depunerea stratului adaugă variație, în special pe piesele lungi sau subțiri. Pentru un furnizor care operează și prelucrare CNC, această diferență este ușor de gestionat: corpul imprimat asigură geometria, iar o scurtă operație de prelucrare termină puținele caracteristici care necesită un control mai strict. Când trimiteți un desen, marcați ce dimensiuni sunt critice și care sunt doar de referință, deoarece acest lucru permite inginerului să depună efort acolo unde contează.

În general, regula practică este simplă. Utilizați imprimarea atunci când complexitatea formei sau viteza este principala constrângere, prelucrarea atunci când toleranța sau materialul este și replicarea cu silicon atunci când aveți nevoie de mai multe piese asemănătoare de la un master aprobat.

Imprimați pentru formă, mașinați pentru toleranță, replicați pentru loturi mici și combinați-le atunci când o piesă are nevoie de mai mult de o rezistență.

Post-procesare și finisare la suprafață: unde se duce cu adevărat timpul de livrare

Noii cumpărători sunt adesea surprinși de faptul că livrarea unei piese imprimate peste noapte poate dura câteva zile. Motivul este că finisarea, nu imprimarea, tinde să ocupe cea mai mare parte a programului pentru piesele de aspect. Înțelegerea devreme vă permite să planificați reperele realiste și să evitați presiunea de ultim moment.

Trasee tipice de finisare după proces

• Piese din rasina: îndepărtarea suportului, șlefuirea, umplutura acolo unde este necesar, grund, vopsire colorată și strat transparent. Părțile care trebuie să fie transparente sunt lustruite și acoperite mai degrabă decât vopsite.
• Piese din nailon: sablare cu mărgele pentru o textură mată uniformă, vopsire pentru o culoare consistentă și netezire prin vapori sau robinet atunci când este nevoie de o suprafață mai uniformă.
• Piese metalice: reducerea tensiunilor, îndepărtarea de pe placa de construcție, îndepărtarea suportului, prelucrarea fețelor critice, sablare sau lustruire și anodizare sau pasivare opțională.
• Piese FDM: șlefuire, umplere și vopsire pentru aspect sau metode de netezire fără acetonă potrivite materialului.

Graficul de mai jos arată o împărțire indicativă a timpului de livrare pentru trei proiecte tipice. Fiecare bară adaugă până la sută la sută din programul pentru acel tip de proiect, iar cifrele ilustrează modele comune, mai degrabă decât reguli fixe.

Prototipul vizual cu rășină petrece cea mai mare parte din programul său la finisare, deoarece șlefuirea, grunduirea și vopsirea trebuie făcute în etape cu timp de uscare între ele. Imprimarea în sine este o parte modestă, chiar dacă mulți cumpărători presupun că domină.

Partea funcțională din nailon întoarce imaginea: imprimarea și depudrarea ocupă o pondere mai mare, în timp ce finisarea este mai ușoară, deoarece o suprafață sablata sau vopsită este adesea acceptabilă. Pentru suportul metalic, curățarea și post-procesarea, care include reducerea tensiunii, îndepărtarea plăcii și îndepărtarea suportului, devin cel mai mare bloc și urmează un scurt pas de finisare.

Acesta este motivul pentru care un furnizor cu vopsire și prelucrare sub un singur acoperiș are un avantaj practic pentru proiecte mixte. Mai puține transferări reduc timpul de așteptare dintre pași și aceeași echipă poate vedea cum o decizie de finalizare afectează dimensiunile. Dacă programul dvs. este strâns, întrebați furnizorul care etapă este probabil cea mai lungă pentru piesa dvs. specifică, apoi decideți dacă o finisare mai simplă v-ar satisface nevoia.

Planificați finisarea în design

Vopseaua adaugă un strat de acoperire, adesea câteva sutimi de milimetru pe strat, care contează pentru potriviri rapide și ansambluri strânse. Spuneți furnizorului devreme dacă o suprafață de împerechere va fi vopsită, astfel încât modelul să poată fi ajustat sau acea suprafață poate fi mascată. Același lucru este valabil și pentru anodizarea pe aluminiu, unde stratul de acoperire crește ușor pe fiecare față și poate afecta găurile și firele mici.

Finisarea, nu imprimarea, stabilește adesea data de livrare pentru piesele de aspect, așa că decideți cerința de suprafață înainte de a plasa comanda.

Cum se evaluează un producător sau furnizor de servicii de imprimare 3D din China

Aprovizionarea de la un producător de servicii de imprimare 3D din China oferă acces la o gamă largă de materiale, abilități mature de finisare și răspuns receptiv, dar calitatea și comunicarea variază în continuare între furnizori. Pașii de mai jos transformă o căutare vagă a furnizorilor de servicii de imprimare 3D într-o comparație structurată.

Ce să trimiteți cu o întrebare

1. Un model 3D în format STEP sau STL, cu unitățile indicate
2. Un desen 2D care marchează dimensiunile critice, firele și fețele de împerechere
3. Cantitatea acum și cantitatea așteptată mai târziu
4. Preferința materialului sau performanța de care aveți nevoie, cum ar fi temperatura și sarcina
5. Cerințe de suprafață, cum ar fi brute, sablate, vopsite sau lustruite
6. Data și destinația țintă de livrare

Ce face un furnizor capabil în schimb

• Răspunsuri cu întrebări specifice despre funcție, nu doar cu o solicitare pentru fișier
• Subliniază riscurile de proiectare, cum ar fi pereții subțiri sau pulberea prinsă, înainte de producție
• Explică ce poate fi realizat ca tipărit și ce necesită prelucrare
• Trimite fotografii de progres și rezultatele inspecției pentru funcții critice
• Ambalează piese fine și vopsite cu protecție potrivită pentru transportul internațional

Un exemplu al acestei abordări unice este Zhejiang Jiaheng Intelligent Equipment Manufacturing Co., Ltd., un furnizor de servicii de imprimare 3D OEM și ODM. Echipa sa de proiectare transformă ideile clienților în modele practice de produse, iar fabrica imprimă în rășină, nailon și metal, susținute de prelucrare avansată. Replicarea matriței din silicon sprijină producția precisă în loturi mici, iar tratamentele de suprafață, cum ar fi vopsirea, îmbunătățesc aspectul final. Păstrarea designului, tipăririi, reproducerii și finisării pe o singură platformă înseamnă că aceeași echipă urmează un proiect de la concept până la piesa livrată, ceea ce reduce transferurile și economisește timp.

Mulți cumpărători folosesc, de asemenea, un punctaj simplu pentru a compara furnizorii. Graficul de mai jos arată un exemplu de ponderare pe care cumpărătorii o pot adapta, pe baza priorităților tipice de achiziție pentru prototipuri și lucrări în loturi mici, mai degrabă decât pe orice statistică din industrie. Tratează procentele ca pe un punct de plecare și schimbă-le în funcție de ceea ce are cel mai mult nevoie proiectul tău.

Procesul și potrivirea materialului primesc cea mai mare pondere, deoarece un furnizor care nu are tehnologia potrivită nu poate compensa cu rapiditate sau servicii. Controlul calității și timpul de livrare cu comunicare urmează la aceeași greutate, deoarece o livrare întârziată sau incertă poate fi la fel de dăunătoare unui program de dezvoltare ca o eroare dimensională.

Post-procesarea are mai multă greutate decât se așteaptă mulți cumpărători pentru prima dată, ceea ce face legătura cu graficul de timp de livrare: capacitatea de finisare afectează atât aspectul, cât și data de livrare. Feedback-ul de inginerie primește o pondere mai mică, dar semnificativă și este adesea cel mai bun predictor al cât de bine va fi proiectul, deoarece un furnizor care pune întrebări bune devreme evită de obicei relucrarea mai târziu.

Puteți ajusta aceste greutăți pentru propriul dvs. caz. O echipă care comandă o singură piesă metalică poate ridica inspecția, în timp ce o echipă care pregătește un eșantion de expoziție comercială ar putea ridica finisarea și comunicarea. Oricare ar fi ponderile, notarea a doi sau trei furnizori pe aceeași foaie face comparația mai obiectivă și mai ușor de explicat colegilor.

Începeți cu o comandă de probă

Dacă lucrați cu un furnizor nou, o comandă de probă mică este cel mai de încredere test. Alegeți o piesă care include caracteristicile care vă interesează, cum ar fi pereți subțiri, o gaură strânsă și o suprafață vopsită și judecați rezultatul în funcție de acuratețea dimensională, calitatea suprafeței, ambalaj și cât de clar a comunicat furnizorul. O singură mostră vă învață mai multe despre un partener decât orice broșură.

Judecați un furnizor după întrebările pe care le pune și finisajul pe care îl controlează, apoi confirmați cu un mic eșantion de comandă.

Întreținere și îngrijire pentru piesele imprimate 3D

Piesele imprimate au nevoie de mai puțină îngrijire decât se așteaptă mulți oameni, dar obiceiurile potrivite le prelungesc durata de viață, în special pentru rășină și nailon. Tabelul rezumă punctele principale pe material.

Câteva obiceiuri suplimentare ajută. Verificați periodic elementele de fixare și inserțiile filetate, deoarece asamblarea repetată le uzează mai întâi. Dacă se folosește zilnic un dispozitiv de fixare sau un dispozitiv, păstrați o revizie de rezervă sau oa doua, astfel încât producția să nu se oprească atunci când o piesă se uzează. Pentru piesele vopsite, retușați așchiile devreme pentru a împiedica umiditatea să se strecoare sub acoperire. În cele din urmă, înregistrați materialul și data de tipărire în arhiva dvs. de desen, astfel încât o comandă repetată să se potrivească exact cu originalul.

Păstrați piesele imprimate uscate, curate și ferite de căldură și lumina puternică a soarelui și păstrați o rezervă pentru orice lucru folosit în fiecare zi.

Întrebări frecvente despre serviciile de imprimare 3D