Kurangi Over-Engineering: Beralih dari Bagian Logam ke Plastik Canggih

Insinyur sering mengandalkan logam untuk membuat produk yang kuat karena kuat, biasanya tahan koransi, stabil termal, dan cukup dipahami di kalangan komunitas rekayasa. Dengan kemajuan dalam termoplastik dan termo setting yang dirancang tinggi, teknik manufaktur, dan alat desain digital, plastik lebih mampu dari yang Anda bayangkan. Mungkin Anda over-engineering bagian Anda dengan membuatnya dari logam dan kehilangan banyak properti menguntungkan dari plastik.

Hal yang perlu dipertimbangkan

Untuk memutuskan apakah bagian Anda adalah calon yang baik untuk konversi dari logam, penting untuk memahami persyaratan performa produk Anda. Apa kondisi operasional? Apa kasus beban? Berapa banyak creeping/fatigue yang dapat diterima? Apa spesifikasi yang mengelilingi tahan kimia dan UV? Bagian Anda mungkin memiliki persyaratan yang tidak dapat negoisasi yang membuatnya tidak cocok untuk konversi, tetapi rentang luas properti bahan dan varian plastik di pasaran membuat menemukan alternatif yang cocok lebih mudah dari sebelumnya.

Cukup kuat

Meskipun plastik tidak memiliki kekuatan logam, beberapa plastik cukup kuat untuk banyak aplikasi. Misalnya, Cyanate Ester, polimer milik yang dibuat untuk teknologi Digital Light Synthesis (DLS) Carbon®, memiliki defleksi panas, kekuatan, dan kekakuan yang tinggi. Secara khusus, kekakuannya setara dengan nylon yang diisi kaca dan telah digunakan untuk menggantikan beberapa komponen logam lama di mana biaya atau bobot adalah pertimbangan yang lebih penting. Desain ulang yang bijak dengan memanfaatkan fitur struktural kompleks seperti tulang dan senggak mungkin memungkinkan Anda mengonversi bagian Anda dari logam ke plastik dan tetap memenuhi persyaratan fungsional Anda.

Dalam beberapa kasus, bagian plastik mungkin bahkan berperforma lebih baik daripada bagian logam. Bagian logam dengan geometri kompleks terkadang memerlukan proses sekunder seperti melas komponen terpisah untuk mencapai geometri akhir. Las memperkenalkan titik potensi kelemahan dan koransi, sedangkan komponen plastik dapat diproduksi sebagai satu potongan tanpa kelemahan ini, seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Peningkatan performa

Plastik saat ini juga menawarkan berbagai manfaat fungsional. Misalnya, gear adalah calon yang baik untuk konversi, karena plastik yang tepat mungkin tidak memerlukan pelumas eksternal, yang sering dilakukan logam. Selain itu, di lingkungan yang sangat korosif, bagian plastik mungkin memiliki umur yang lebih panjang dan akhirnya mengalahkan sejenis logamnya.

Manfaat fungsional lainnya dari plastik termasuk sealing yang lebih baik, getaran, demam suara, dan resistensi listrik dan termal. Metode manufaktur plastik juga mencapai toleransi yang lebih tinggi dibandingkan komponen lembar logam atau cetakan. Terakhir, metode manufaktur plastik memberi Anda lebih banyak kontrol atas estetika produk Anda, memungkinkan Anda menyesuaikan warna, menambahkan logo khusus, atau menerapkan tekstur.

Hemat uang dan waktu

Ada banyak penghematan biaya yang dapat ditemukan melalui desain ulang bagian logam. Contoh yang jelas ada di penerbangan, di mana pengurangan massa beberapa ons menerjemahkan menjadi dolar yang berarti. Area lain tempat Anda mungkin menemukan penghematan meliputi:

• Penghematan bahan dan waktu dari eliminasi kebutuhan untuk pelapisan atau cat tambahan yang diperlukan untuk banyak bagian logam
• Penghematan biaya dari efisiensi bahan yang meningkat dari proses near net-shape
• Pengurangan waktu dan biaya tenaga kerja yang dicapai melalui penggabungan perakitan yang dibuat mungkin dengan cetak dan pencetakan 3D

Ini adalah contoh penghematan biaya nyata dari bisnis kami. Saluran udara adalah calon yang baik untuk penggabungan bagian karena geometri dan aliran udara dapat dioptimalkan dengan manufaktur aditif. Fast Radius memproduksi saluran pendingin dalam seri printer HP 500/300 menggunakan HP MJF. Dengan menggabungkan delapan bagian (utama logam) menjadi satu, HP mampu menyederhanakan rantai pasokan dan menurunkan biaya komponen sebesar 30 persen.

Cetak atau cetak 3D?

Banyak faktor memainkan peran dalam keputusan menggunakan proses manufaktur plastik mana. Faktor-faktor berikut memberikan pedoman tentang kapan mempertimbangkan manufaktur aditif dibandingkan teknik cetak tradisional.

• Waktu produksi – Sementara alat untuk cetak dapat memerlukan bulan-bulan, manufaktur aditif menurunkan waktu produksi menjadi hari atau minggu, yang dapat mempercepat peluncuran produk Anda.
• Titik impas – Banyak proses cetak memerlukan volume tinggi untuk masuk akal secara finansial karena biaya alat dan penyiapan yang tinggi. Pada volume lebih rendah, manufaktur aditif memberikan penghematan biaya yang signifikan.
• Kebebasan desain – Manufaktur aditif membuat desain yang sebelumnya tidak dapat diproduksi menjadi mungkin, membuka banyak nilai. Menambahkan fitur struktural kompleks seperti lattice, geometri organik, dan kustomisasi di seluruh bagian.

Buat lebih baik

Hanya karena sesuatu bekerja tidak berarti Anda tidak boleh mencoba membuatnya bekerja lebih baik. Mengonversi bagian atau rangkaian logam ke plastik dapat menjadi tempat yang bagus untuk menemukan efisiensi dan penghematan biaya dalam BOM Anda. Di sini di Fast Radius, kami telah membantu banyak perusahaan meningkatkan desain dan performa produk dengan mengonversi dari logam ke plastik. Misalnya, kami mengonversi exchanger panas tradisional ke Cyanate Ester dan mendapatkan peningkatan 2x dalam transfer panas. Kami juga membantu Bastian Solutions membuat lengan yang lebih ringan untuk robot penanganan material mereka dengan membuat satu bagian secara additively dengan PA 12 alih-alih rangkaian yang terutama terdiri dari logam.

Jadi, pada kesempatan berikutnya Anda merancang bagian logam, kami menantang Anda untuk berhenti dan bertanya pada diri sendiri: apakah bagian ini dapat dibuat lebih baik dengan plastik?

Apakah Anda ingin berhenti over-engineering bagian logam Anda? Hubungi para ahli di Fast Radius, yang dapat membantu Anda mengidentifikasi bagian, merancang ulang, dan memproduksi mereka secara lebih efisien.

Siap membuat bagian Anda dengan Fast Radius?

Mulai penawaran Anda