Kokia yra tolesnio apdorojimo- dalis po metalo 3D spausdinimo bendrose gamybos sąnaudose?

一 Dalys, sudarančios po{0}}apdorojimo mokesčius, ir pagrindinės jų dalys
Yra keturi pagrindiniai technologiniai moduliai, sudarantys metalo 3D spausdinimo-pastinį apdorojimą: medžiagos pašalinimas, terminis apdorojimas, paviršiaus apdorojimas ir konstrukcijos stiprinimas. Kiekvienas modulis turi išlaidas, tokias kaip įranga, energijos naudojimas ir darbas.

Medžiagų nuėmimas: tai atraminės konstrukcijos nuėmimas, paviršiaus užbaigimas ir matmenų nustatymas. Pavyzdžiui, po spausdinimo aviacinių variklių menčių srauto kanalo paviršius turi būti veidrodiškai nupoliruotas naudojant penkių -ašių jungties apdirbimo centrą. Vieno gabalo gamyba gali užtrukti daug valandų, o didelė šių išlaidų dalis tenka įrangai ir darbui.
Terminis apdorojimas – tai vidinio streso pašalinimo ir grūdų struktūros gerinimo procesas. Tai galima padaryti atkaitinant, kietu tirpalu + senėjimu ir karštuoju izostatiniu presavimu (HIP). Atspausdinus titano lydinio ortopedinį implantą, vakuuminis atkaitinimas sumažina liekamąjį įtempimą 80%. Tačiau jai reikia specialios vakuuminės krosnies ir ilgalaikės -izoliacijos, kuri sudaro didelę energijos sąnaudų dalį.
Paviršiaus apdorojimas: metodai apima smėliavimą, galvanizavimą, dengimą lazeriu, mikro lanko oksidaciją ir kitus paviršių dengiančius metodus. Atspausdinus naujos energijos transporto priemonės akumuliatoriaus bloko laikiklį, apdorojimas mikro lanku padidino atsparumą korozijai druskos purškimo bandymo metu iki daugiau nei 1000 valandų. Tačiau cheminių medžiagų ir įrangos priežiūros kaina buvo gana brangi.
Struktūrinis sutvirtinimas, pvz., pluošto sutvirtinimas, gradientinės medžiagos projektavimas ir grotelių struktūros optimizavimas. Tam tikro branduolinės energijos vožtuvo atspausdintose dalyse naudojama gradientinė struktūra, pagaminta iš nikelio -nerūdijančio legiruoto plieno. Tam reikalingas sudėtinis kelių-medžiagų spausdinimo ir terminio apdorojimo{4} procesas. Dėl techninio sudėtingumo tyrimai ir plėtra bei bandomoji gamyba brangsta.
2. Pramonės ir atvejų analizės duomenys apie po{1}}apdorojimo išlaidų procentinę dalį
1. Sąnaudų struktūros tyrimas standartinėse pramonės šakose
Pavyzdžiui, aviacijos ir kosmoso srityje tam tikro raketos variklio degalų bako rėmo spausdinimas kainuoja apie 40 proc., tolesnis apdorojimas – 35 proc. (15 proc. HIP apdorojimas, 12 proc. CNC frezavimas ir 8 proc. anodavimas) ir 25 proc. medžiagų pirkimas. Didelė dalis tolesnio apdorojimo{8}sąnaudų yra ta, kad dalys turi gerai veikti esant labai atšiaurioms sąlygoms, o tai reiškia, kad jos turi atlikti daugybę veiksmų, kad įsitikintų, jog yra patikimos.
Kalbant apie medicinos prietaisus, pasirinktinio titano lydinio klubo sąnario implanto tolesnio apdorojimo{0}} kaina po spausdinimo sudaro apie 28 % (terminis apdorojimas kainuoja 12 %, poliravimas – 10 %, o sterili pakuotė – 6 %). Medžiagų kaina yra 35%, o projektavimo ir patvirtinimo kaina yra 37%. Po-apdirbimo išlaidų procentas nėra labai didelis, tačiau paviršiaus šiurkštumo (Ra < 0,2 μm) ir biologinio suderinamumo reikalavimai reiškia, kad reikalingas didelio-tikslumo apdirbimas ir specifinis apdorojimas.
Buitinės elektronikos pasaulyje: pavyzdžiui, mobiliojo telefono lanksto slankstelio lankstymo su sulankstomu ekranu spausdinimo kaina yra 55 %, tolesnio apdorojimo kaina yra 25 % (10 % atramos pašalinimui, 8 % terminiam apdorojimui ir 7 % paviršiaus smėliavimui), o medžiagų kaina yra 20 %. Masinės gamybos masto poveikis turi didelę įtaką po{8}}apdorojimo išlaidų procentinei daliai. Didėjant produkcijai, vieneto kaina mažėja.
2. Kaip proceso pasirinkimas įtakoja išlaidas po gydymo
Miltelių sluoksnio lydymosi (PBF) procesas: po{0}}apdorojimo išlaidų procentas paprastai yra reikšmingas, nes spausdinimo metu reikia pridėti atraminių konstrukcijų. Kai naudojate SLM technologiją tam tikrai lėktuvo konstrukcijos daliai spausdinti, 30 % išlaidų sudaro atramos pašalinimas ir paviršiaus poliravimas. Kai naudojate EBM technologiją be atraminės struktūros, ši kaina sumažėja iki 15%.
Klijų srovės (BJ) procesas leidžia beveik{0}}neformuoti tinklelį, nes po spausdinimo nuriebalinamas ir sukepinamas žalias korpusas. Tai labai sumažina po{2}}gydymo išlaidas. Atspausdinus automobilio rato stebulę su BJ technologija, tolesnio apdorojimo{4}}kaina tik 12 % (pirmiausia terminis apdorojimas ir nedidelis apdirbimas). Tai daugiau nei 50 % mažiau nei papildomo{8}apdorojimo, naudojant PBF technologiją, kaina.
„Directed Energy Deposition“ (DED) procesas: tinka tvirtinti didelius gabalus ir pasiruošti dengimui; tolesnio apdorojimo{0} kaina priklauso nuo spausdinimo sluoksnio storio. Kai tam tikros kasybos įrangos spausdinimo sluoksnio storis yra 1 mm, tolesnio apdorojimo{3}}kaina yra tik 8 %. Tačiau kai sluoksnio storis sumažėja iki 0,3 mm, poliravimo kaina padidėja iki 15%, nes paviršius tampa šiurkštesnis.
3. Elementai, turintys įtakos tolesnio{1}}apdorojimo išlaidų daliai, ir geriausias būdas jas pakeisti
1. Motyvuojančių elementų nagrinėjimas
Reikalavimai medžiagų veikimui: didelio našumo medžiagoms, pvz., aukštos temperatūros lydiniams ir titano lydiniams, reikalingas HIP apdorojimas, kad būtų pašalintos poros, o tai gali sudaryti iki 20–30 % visų išlaidų.
Kaip sudėtinga yra dalis: sudėtingoms funkcijoms, pvz., vidinių srauto kanalų ir grotelių struktūroms, reikalingas kelių{0}}ašių apdirbimas ir specialus bandymas. Atspausdinus tam tikrą aviacijos variklio ašmenį, KT bandymas kainuoja 25 % visų tolesnio apdorojimo išlaidų.
Partijos skalė: buitinės elektronikos srityje, kai vienos spausdinimo partijos apimtis viršija 10 000 vienetų, tolesnio apdorojimo išlaidų procentas gali būti sumažintas nuo 30 % iki 15 %. Taip yra daugiausia dėl automatizuotų gamybos linijų ir proceso kietėjimo.
Technologinė branda: JAV ir kitose šalyse pagamintos įrangos tikslumo ir stabilumo skirtumas reiškia, kad apdorojus JAV pagamintą įrangą reikia atlikti 10–15 % daugiau darbo, o tai netiesiogiai padidina išlaidas.
2. Ieškote geriausio būdo optimizuoti
Proceso naujovės: naudojant tokias technologijas kaip regioninis spausdinimas ir dvikryptis miltelių paskirstymas, kad spausdinimas būtų efektyvesnis ir jai reikia mažiau atraminių konstrukcijų. Viena įmonė patobulino savo nuskaitymo metodą, kad sumažintų pagalbos apimtį 40 %, o tai taip pat sumažino posto{2}}apdorojimo išlaidas.
Optimizuokite medžiagas: pagaminkite konkrečias miltelių medžiagas, su kuriomis lengva dirbti ir nesukelkite joms per daug streso. Konkreti įmonė išleido titano lydinio miltelius su maža deguonies koncentracija. Šie milteliai sumažina terminio apdorojimo temperatūrą 50 laipsnių ir sumažina energijos sąnaudas nuo 18% iki 10%.
Įrangos atnaujinimas: pridedant internetinio aptikimo ir adaptyviojo apdorojimo technologijas, kad žmonėms nereikėtų ką nors daryti rankomis. Įmonė, kuri naudoja AI-varomą poliravimo robotą, sutrumpino vieno gabalo apdorojimo laiką nuo dviejų iki pusvalandžio. Darbo kaina taip pat sumažėjo nuo 25% iki 8%.
Darbas kartu pramoninėje grandinėje: integruota spausdinimo ir{0}}postinio apdorojimo įranga gali sutrumpinti gamybos ciklus. Konkreti įmonė išrado „spausdinimo+terminio apdorojimo+apdirbimo“ kompozitinę mašiną, kuri sutrumpina aviacijos konstrukcinių dalių pagaminimo laiką nuo dviejų savaičių iki trijų dienų ir sumažina išlaidas 35%.