Чи справді пост{0}}обробка є найдорожчою частиною 3D-друку металу?

Більшість-покупців, які вперше купують, припускають, що сама машина для лазерного спікання є найбільшою витратою в 3D-друкі металу. Вони помиляються.

Для типової окремої 3D-друкованої деталі з алюмінієвого сплаву до-обробка може становити 40–50% від загальної суми (Звіт Wohlers 2024). Фактичний крок друку часто становить менше третини. Ця стаття дає вам чесну-підкріплену даними розбивку загальної вартості 3D-друку з металу, розкриває приховані витрати на виробництво металевих добавок і точно показує, чому 3D-друк із алюмінієвого сплаву має унікальний профіль витрат. Ви також побачите, як один клієнт використав цю статистику, щоб скоротити свої загальні витрати на 31%-і як ви можете зробити те саме.

Розділ орієнтовної вартості - Алюмінієва частина AM (одна одиниця)

Час створення машини: 32%

Пост{0}}обробка: 45%

Порошок матеріалу: 14%

Дизайн і налаштування: 9%

Репрезентативні дані окремої-одиниці - Wohlers 2024 / Fraunhofer IAPT 2022. Серійне виробництво зменшує частку-після обробки до ~35–40%.

Розбивка повної вартості металевої 3D-друкованої частини - не лише конструкції

Загальна вартість металевого 3D-друку складається з чотирьох прозорих відер. Зрозуміти їх - найшвидший спосіб перестати переплачувати.

Машинний час/вартість створення (години роботи лазера, інертний газ, амортизація машини) - це частина, яку всі цитують першою.

Матеріал (вартість порошку, частота оновлення та відходи) - дорожчий, ніж ви думаєте, оскільки з алюмінієвим порошком потрібно поводитися обережно, щоб уникнути окислення.

Пост{0}}обробка (повний ланцюжок від зняття стресу до остаточної перевірки) - ось де зникають справжні гроші.

Проектування, налаштування та розробка (огляд DfAM, вкладення, дизайн підтримки) - часто недооцінюються, але є критичними для успіху.

Друк швидкий. Фініш – це місце, де годинник продовжує працювати. McKinsey (2023) повідомляє, що в індустріальному металевому АМ лише робота після-обробки в середньому в 3–4 рази перевищує час роботи машини в годинах.

Вартість 3D-друку з алюмінієвого сплаву на деталь особливо чутлива до цього поділу. Вартість обробки алюмінієвих деталей SLM часто стає домінуючою статтею після завершення будівництва.

Чому 3D-друк із алюмінієвого сплаву має вищу-за-середню частку-після обробки

Алюміній поводиться інакше, ніж титан або нержавіюча сталь3D друк на металі, і ця різниця майже повністю проявляється в пост-обробці.

AlSi10Mg і Al7075 вимагають точних циклів-зняття напруги. Неправильна температура або швидкість охолодження деталь деформується.

Шар природного оксиду алюмінію ускладнює з’єднання, ущільнення та покриття набагато більше, ніж інші метали.

Анодування - дуже поширене покриття для 3D-друку аксесуарів з алюмінієвого сплаву - вимагає суворо контрольованої підготовки поверхні. Ра-мішені важливіші, ніж сталь.

Поєднання алюмінієвого сплаву та технології 3D-друкустворює вищу пористість поверхні, ніж традиційний литий алюміній, тому функціональні поверхні потребують додаткової уваги.

Коли анодування вказано - як це змінює рівняння витрат

Анодування додає відчутну перевагу, оскільки -надрукована поверхня має бути доведена до постійного Ra перед початком процесу. Стаття 2023 року в журналі Additive Manufacturing показала, що алюмінієві деталі AM із вимогами до функціональної поверхні потребують на 25–35% вищих витрат-на обробку, ніж еквівалентні титанові деталі -, навіть незважаючи на те, що сирий алюмінієвий порошок сам по собі дешевший.

Таким чином, витрати на анодування алюмінієвого 3D-друку стають одним із найлегших важелів, якими можна скористатися, коли ви розумієте вимоги.

Етапи пост{0}}обробки, які коштують найбільше -

Ось практичний рейтинг типових алюмінієвих деталей AM:

Обробка функціональних поверхонь з ЧПУ (30–40% від загальної вартості після-обробки) Критичні розміри та ущільнювальні поверхні мають бути оброблені з допуском. Цей етап є дуже трудомістким- і машино-містким.

Зняття напруги/теплова обробка із сертифікованими записами про цикли Необхідно для кожної конструктивної частини. Сертифікована документація збільшує вартість, але-не підлягає обговоренню для багатьох галузей.

Поверхнева обробка - піскоструминна обробка, полірування, анодування Вартість дуже різниться залежно від точного Ra та косметичних характеристик, які ви вибираєте.

Перевірка - ШМ або 3D-сканування Масштабує складність деталей, а не розмір партії.

Видалення підтримки та ручне очищення Часто недооцінюється. Висока трудомісткість-на складних геометріях.

HIP (гаряче ізостатичне пресування) Дорогий за цикл, але добре амортизується, коли ви досягаєте помірних обсягів.

Чи дорога пост{0}}обробка металу AM? Так -, але найбільшим важелем майже завжди є специфікація, а не сам процес. Покупці, які надмірно-вказують обробку та допуск на не-критичних поверхнях, буквально платять за точність, яку вони ніколи не використають.

Тут починається зниження загальної вартості виробництва металу AM.

Приклад Sunhingstones: як один проект алюмінієвих аксесуарів перетворився із завищеної ціни на оптимізовану

Виробник комплектного обладнання споживчої електроніки шукав3D друк аксесуарів з алюмінієвого сплаву- структурні кронштейни та-теплорозсіювальні кришки - для нової лінійки продуктів.

У пропозиції попереднього постачальника домінувала наступна-обробка: специфікації дзеркального-полірування кожної поверхні, індивідуальна перевірка ШМ кожної окремої частини та повне анодування навіть на не-видимих ​​внутрішніх поверхнях.

Як виробник 3D-друку з алюмінієвого сплаву, наша команда інженерів Sunhingstones переглянула креслення та виявила, що 60% площі поверхні не мають функціональних вимог для такого рівня обробки. Ми запропонували переглянуту специфікацію: Ra 1,6 лише на структурних гранях, Ra 3,2 в інших місцях, партійний ШМ (1 на 10 частин), а анодування обмежене зовнішніми гранями.

Результат: 31% зниження загальної вартості запчастин, час виконання першого-замовлення скорочено на 11 днів, а зовнішній вигляд для кінцевого клієнта не змінився.

Для відповідності експортним вимогам компанія Sunhingstones надала повну документацію про відстеження матеріалів і процесів -, яка все частіше вимагається Європейською асоціацією безпечного транспорту (ESTA)-узгодженими стандартами закупівель-для транскордонних промислових товарів. Наша фабрика з металевого 3D-друку в Китаї постачає оптом алюмінієві 3D-друковані деталі з повною вбудованою документацією.

Пост{0}}обробка та вартість машини: яку з них слід спробувати зменшити в першу чергу?

Так, - подальша-обробка часто є найбільшою вартістю металу AM.

Але це також найбільше всерединівашКОНТРОЛЬ. Вартість машини значною мірою залежить від технології та вибору матеріалів. Вартість-опрацювання є прямою функцією специфікацій, які ви встановили.

Найрозумніші покупці не просто запитують: «Чи можете ви надрукувати це дешевше?» Вони запитують: «Де в -специфікації постобробки ми можемо знайти вартість без втрати функції?»

Фраунгофер IAPT (2022) виявив, що до 60% витрат-на обробку алюмінію АМ можуть залежати від проектних і технічних рішень, прийнятих до нанесення першого шару порошку.

П’ять практичних способів знизити загальну вартість 3D-друку металу - починаючи з сьогоднішнього дня

Зіставте свої вимоги до поверхні - не для кожної поверхні потрібні однакові характеристики обробки.

Попросіть свого постачальника надати відгук про DfAM, перш ніж зафіксувати орієнтацію збірки.

Пакетуйте свої замовлення - після-вартість обробки швидко амортизується на кількох частинах.

Запитайте, чи HIP справді є-важливим для застосування чи просто стандартним постачальником.

Надішліть запит на детальну пропозицію - будь-який авторитетний постачальник 3D-друку з алюмінієвого сплаву на замовлення може розробити пост{2}}обробку рядок за рядком.

Метою є не найдешевша ціна -, це найкраща вартість того, що ваша частина насправді має зробити.

FAQ

Чи справді пост{0}}обробка є найдорожчою частиною 3D-друку металу?

так Для окремих алюмінієвих деталей це зазвичай становить 40–50% від загальної вартості

Скільки додаткова-обробка збільшує вартість металевої 3D-друкованої деталі?

За-запуски однієї одиниці це може додати 40–50%. У серійному виробництві частка зазвичай падає до 35–40%, оскільки витрати на налаштування розподіляються.

Чому алюмінієвий 3D-друк коштує дорого в порівнянні з іншими металами? Шар природного оксиду алюмінію, потреба в точному знятті напруги та вища пористість поверхні після SLM — усе це спонукає до додаткових етапів обробки -, особливо коли потрібне анодування.

Як поєднання алюмінієвого сплаву та технології 3D-друку порівняно з ЧПК за вартістю?

Для складних, ---середніх геометрій із внутрішніми функціями металевий 3D-друк зазвичай дешевший, ніж ЧПК. Точка беззбитковості-суттєво залежить від складності деталей і специфікацій після-обробки.

Якої-обробки зазвичай потребує алюмінієвий аксесуар, надрукований 3D?

Зняття напруги/теплова обробка, видалення опори, фінішна обробка поверхні (струминна обробка/полірування/анодування) та перевірка (CMM або 3D-сканування).

Як я можу отримати дешевшу ціну на металевий 3D-друк без втрати якості?

Дотримуйтеся п’яти практичних кроків, наведених вище, і завжди вимагайте детальну розбивку. Економія майже завжди походить від розумніших специфікацій, а не від скорочення кутів збірки.

Список літератури

Звіт Wohlers 2024 - wohlers.com

McKinsey & Company: «Адитивне виробництво: наступна революція в промисловому виробництві» (2023) - mckinsey.com

Fraunhofer IAPT: «Структури витрат у виробництві металевих добавок» (2022) - iapt.fraunhofer.de

Журнал Additive Manufacturing Journal: «Порівняння витрат після-обробки металів AM матеріалів» (2023) - sciencedirect.com/journal/additive-manufacturing

ISO/ASTM 52904: Документація процесу адитивного виробництва - iso.org

ASTM B209: Стандартна специфікація для листів і пластин із алюмінієвих-сплавів - astm.org

America Makes & ANSI AMSC AM Standardization Roadmap v2.0 - america-makes.us

Європейська асоціація безпечного транспорту (ESTA): оновлення-транскордонного промислового ланцюга постачання - esta-cash.eu