Як визначити, чи підходить компонент для заміни металевим друком?

1. Геометрична складність: виходить за межі фізичних меж традиційного виробництва
Основна перевага металевого 3D -друку полягає в тому, що він може зробити складні геометричні форми, які інші методи не можуть. Металевий друк - найкращий варіант, коли частина має такі функції:
Поліпшення потоку каналу всередині: Наприклад, колектор двигуна складається з нерівномірних, тонких - стінових труб, які є частиною однієї шматка. Це позбавляється від несправностей зварювання, які виникають із стандартними методами зварювання і знижує стійкість до рідини більш ніж на 30%. Певний бізнес з авіаційним двигуном використовував технологію лазерного селективного плавлення (SLM) для друку камери згоряння. Внутрішній канал охолодження був лише 0,8 мм, але ефективність охолодження зросла на 45%.
Структура оптимізації топології: структура решітки може знайти баланс між легкістю та силою. Наприклад, один виробник автомобілів зробив деталі для системи підвіски як конструкції решітки BCC, які скорочують вагу на 62%, зберігаючи міцність і підвищуючи використання матеріалів від 15% у стандартному виготовленні виготовлення до 92%.
Інтегрований дизайн: металевий друк може поєднувати кілька частин в одну. Компанія, яка робить обладнання для вітроенергетики в поєднанні 12 штук у коробці передач в одну друковану частину. Це скоротило час, який знадобився, щоб зібрати його з 8 годин до 45 хвилин, і зменшити рівень відмови на 78%.
Критерії оцінювання: Якщо частина має п’ять і більше незалежних оброблених поверхонь, потребує трьох або більше затискання та позиціонування, або має розміри функцій менше 0,5 мм, які важко отримати стандартні методи, тоді це геометрично доцільна для заміни металевих друку.
2. Матеріальні показники: задовольняє суворі потреби дуже суворих умов експлуатації
Щоб замінити традиційні технологічні продукти, металеві друкарські деталі повинні пройти перевірку продуктивності матеріалу:
Відповідність механічних показників: Частини, надруковані за допомогою титанового сплаву, можуть мати міцність на розрив 1100 мПа та подовження 15%. Це означає, що вони можуть бути використані замість підроблених деталей в авіаційному навантаженні - підшипники. Аерокосмічний бізнес підтвердив, що 3D - надрукована супутникова кронштейна з титанового сплаву є більш стабільною за розміром, ніж традиційні кастинги, зі зміною лише 0,02 мм/м між -196 градусів і 350 градусів.
Контроль мікроструктури: Ви можете змінити щільність лазерної потужності та швидкість сканування, щоб змінити стовпчасті кристали на еквівалістичні кристали. Компанія, яка робить обладнання для ядерної електроенергії вдосконалила метод друку для 316L клапанів з нержавіючої сталі, щоб отримати розмір зерна ASTM 8 та зробила їх у три рази більш стійкими до корозії від іонів хлориду.
Спеціальні функціональні потреби: нікель - на основі високих - частини сплаву температури, виготовлені з Inconel 718, можуть обробляти міцність на розрив 1200 мпА при 650 градусах, що добре для турбінних дисків у двигунах літаків. Медична компанія зробила імплантат кобальтового хромового сплаву тазостегнового суглоба, який є 99,9% щільним завдяки технології плавлення електронів (EBM). Він також є більш біосумісним, ніж стандартні кастинги.
Як перевірити: щоб переконатися, що індикатори продуктивності відповідають або перевершують оригінальні критерії компонентів, тестування механічних показників, такі як тестування на розрив, вплив та твердість, а також тести на перевірку мікроструктури, такі як металографічний аналіз та Ct non -.
3. Аналіз економіки: оптимізація вартості всього життєвого циклу
Нам потрібно подивитися на економіку металевого друку з наступних кутів:
Індивідуальна розбиття витрат: Для деталей з титанового сплаву вартість матеріалів становить 45%(з 85%коефіцієнтом використання порошку) вартість амортизації обладнання становить 25%, вартість посту - обробка становить 20%, а вартість робочої сили - 10%. Якщо розмір партії менше 500 штук, друк коштує менше, ніж використання п’яти - Центр обробки осі. Якщо розмір партії перевищує 2000 штук, вам потрібно подумати про те, як розділити вартість форми.
Заощадження, які не очевидні: друкуючи запчастини, виробник напівпровідникового обладнання зміг продавати свій інвентар 24 рази на рік замість 4 разів на рік. Це заощадило компанію щороку понад 8 мільйонів юанів на зберігання витрат. Локалізовані друковані скорочення часів простоїв від середнього від 500 000 юанів на день до 80 000 юанів у випадках, коли технічне обслуговування здійснюється віддалено.
Період окупності інвестицій: Наприклад, коли компанія почала використовувати металевий друк для виготовлення форм, час, який знадобився для створення форми, пішов з 45 днів до 12 днів, а вартість одного набору форм пішла з 120 000 юанів до 78 000 юанів. Протягом шести місяців гроші, витрачені на обладнання, були зроблені назад.
Модель прийняття рішень: Частина економічно здійсненна, якщо вона відповідає наступним умовам:
Невелика та середня - розміром з щорічною потребою на 50 - 2000 штук
Частини, що мають єдине значення, що перевищує 2000 юанів і додає великої цінності
Більше 30% часу попит на надзвичайне обслуговування або замовлення на роботу високий.
4. Виробничий цикл: основна перевага спритного виробництва
Металевий друк має багато циклів переваг у наступних ситуаціях:
Створення нової моделі: одночасно друкуючи 20 типів прототипів коробки передач, певна автомобільна компанія скоротила цикл розробки з 18 місяців до 7 місяців і втричі збільшила кількість ітерацій тестування.
Миттєва пропозиція запасних частин: компанія з вітроенергетики створила регіональний центр друку, так що довгі - запасні компоненти циклу, такі як підшипники лопатей, можуть бути доставлені за 48 годин, що на 90% швидше, ніж традиційні способи їх отримання.
Поліпшення світильників та джигів: Друкуючи унікальні світильники, фірма електроніки змогла підвищити точність монтажу поверхні SMT від ± 0,1 мм до ± 0,03 мм і перерізати час, необхідний для зміни проводів з 45 хвилин до 8 хвилин.
Металевий друк може закінчити весь процес, від дизайну до доставки, за 72 години, що в 5 - 10 разів швидше, ніж традиційні методи. Це найкраще працює, коли існує безліч різних видів продуктів та крихітних партій, які потрібно зробити з великими змінами попиту.
5. Здатність адаптуватися до різних сценаріїв додатків: глибока інтеграція рис галузі
Застосування металевого друку значно різниться між підприємствами.
Специфічний прилад для посадки винищувача оптимізовано двома способами: Друкуючи структурні деталі з титанового сплаву, вона стала на 32% легшою і на 15% сильнішою. Час, необхідний для відповіді на запити на технічне обслуговування, знизився з двох тижнів до 72 годин.
У медицині персоналізовані зубні імплантати використовують технологію плавлення електронного променя для досягнення точності контролю 0,1 мм. Біоактивні покриття мають ефективність осадження, яка в п'ять разів вища, ніж у традиційних методів, а час загоєння пацієнтів скорочується на 40%.
Енергетичні інструменти: Атомна електростанція використовує надруковані трубки з тепловіддача, які оптимізують орієнтацію зерна, щоб зробити одиницю 8% більш термічно ефективним. Постійний цикл експлуатації триває більше 24 місяців, що є світовим прогресивним рівнем.
Стандарти адаптації до промисловості:
Аерокосмічний простір: Кожна частина повинна коштувати щонайменше 500 000 юанів і повинна бути дуже легкою.
Медичний: повинен відповідати ISO 13485 Медичну сертифікацію та дозволити персоналізовану налаштування
Енергія: Потребні сертифікація посудини ASME і можуть обробляти температуру щонайменше 500 градусів.