Ar dizaino palaikymas turės įtakos tolesnio apdorojimo{0}}išlaidoms?

1. Pagrindinės idėjos, patvirtinančios dizaino ir kainos santykį
Projektuojant metalo 3D spausdinimo atramą, reikia rasti kompromisą tarp „stabilaus liejimo“ ir „ekonominio efektyvumo“. Pagrindinės idėjos yra tiesiogiai susijusios su tolesnio apdorojimo išlaidomis-:
Kontaktinio ploto ribojimo idėja
Yra trijų tipų kontaktai tarp atramos ir dalių: paviršiaus kontaktas, linijos kontaktas ir taškinis kontaktas. Paviršinis kontaktas gali padaryti viską stabilesnį, tačiau tai apsunkina{1}}posto apdorojimą. Pavyzdžiui, titano lydinio aviacinių laikiklių, kurių paviršius yra kontaktinis, likutinis atramos plotas yra 12 cm², kurį reikia poliruoti 5 valandas rankiniu būdu, kad būtų patenkintas Ra1,6 μm paviršiaus šiurkštumo reikalavimas. Naudojant taškinio kontakto konstrukciją, liekamasis plotas yra tik 2,3 cm², o mechaninio poliravimo laikas yra tik 40 minučių. Suzhou Tianhong Laser darbas rodo, kad sumažėjus kontaktiniam plotui 1 cm², laikas, reikalingas tolesniam apdorojimui, gali sutrumpėti 15–20%.
Tikslus kritinio kampo valdymas
įvairūs procesai turi įvairius kritinius pakabos kampus: SLM procesui paprastai reikia paramos konstrukcijoms, kurios kabo mažesniu nei 30 laipsnių kampu, o EBM procesas gali sumažinti kritinį kampą iki 35 laipsnių, nes jis tirpsta aukštoje temperatūroje. Leiming Laser adaptyvus skenavimo metodas leido spausdinti pakabinamas konstrukcijas be atramos nedideliais kampais nuo 5 laipsnių iki 35 laipsnių, keičiant lazerio galios tankį. Tai sumažino reikalingos pagalbinės medžiagos skaičių 78 proc., o papildomo apdorojimo{7}}kaštai sumažėjo 65 proc.
Idėja taupyti medžiagas
Metalo miltelių kaina gali siekti tūkstančius juanių už kilogramą, o švaistymas pagalbinėms medžiagoms iš karto pakelia kainas. Kaip pavyzdį naudojant Inconel 718 nikelio -lydinį, standartinis atramos dizainas leidžia iššvaistyti iki 18 %, o į medį{4}} panašią atramą, sukurtą optimizuojant topologiją, atliekų kiekis gali būti mažesnis nei 5 %. Orlaivio variklio dalies pavyzdys iliustruoja, kad patobulinta atramos konstrukcija sumažina vienos medžiagos gabalo kainą nuo 2300 juanių iki 850 juanių, ty 63 %.
2. Pagrindiniai elementai, palaikantys projektavimo-pagal-apdorojimo išlaidas
Palaiko ilgalaikių fizinių sužalojimų riziką
Audinių defektai gali atsirasti, kai atrama ir komponento sąsaja turi skirtingą šiluminį įtempį. Spausdinant su 316L nerūdijančiu plienu, ten, kur tinklelio atrama susitinka su kietu sluoksniu, gali susidaryti stambūs stulpeliai. Dėl to sritis tampa 15–20 % minkštesnė, o nuovargio laikas sutrumpėja 40 %. Norint atsikratyti šių paslėptų pavojų, terminio apdorojimo procedūra turi būti ilgesnė, o tai reiškia, kad vieno gabalo tolesnio apdorojimo{7}}kaina padidės 120–180 juanių.
Sudėtingos struktūrinės paramos prieinamumo problema
Aviacijos variklio turbinos disko vidinis kanalo skersmuo yra tik 2 mm. Dėl standartinės atramos konstrukcijos kanalo dalis iškreipiama daugiau nei 8%, o tai turi būti sutvarkyta elektrocheminiu tirpimu. Šiam metodui reikia 41 masės % azoto rūgšties tirpalo, kuris turi būti apdorotas 80 laipsnių temperatūroje 6 valandas. Vieno agento kaina yra 350 juanių ir yra korozijos vienodumo tikimybė.
Paslėptos išlaidos, susijusios su reikalu daryti rankomis
BMW IDAM automatizuotos gamybos linijos duomenys rodo, kad vis dar reikia rankinio įsikišimo, kad būtų lengviau pašalinti pašalinimo procesą, kuris užima 35 % visų po{1}} apdorojimo valandų. Darbo sąnaudos siekia net 2,8 milijono juanių per metus gamybos linijai, kuri pagamina 10 000 vienetų per metus. Rivelin Robotics NetShape robotų sistema naudoja jėgos grįžtamojo ryšio valdymą, kad pasiektų 0,1 N kontaktinės jėgos tikslumą. Tai sumažina rankinio įsikišimo poreikį iki mažiau nei 5 % ir sutaupo daugiau nei 2 mln. juanių per metus.
3. Strategijos ant sienos, kurios padeda optimizuoti dizainą
Struktūra, kuri gali stovėti pati dėl generatyvaus dizaino
Naudodama mašininio mokymosi metodus, „Autodesk Netfabb“ programinė įranga gali automatiškai sukurti biomimetines gardelės atramines struktūras. Šis metodas sumažino palydovinio laikiklio svorį 85% ir pašalino tradicinės atramos poreikį. Taip pat pakeista tolesnio-apdirbimo procedūra iš mechaninio apdorojimo į paprastą terminį apdorojimą ir 1 200 juanių sumažinta vienos detalės kaina.
Bendradarbiaudami kurdami naujas idėjas apie{0}}daug medžiagų sistemas
Belgijos Materialise bimetalinėje atramos technologijoje naudojamas faktas, kad Inconel 718 ir gryna geležis oksiduojasi skirtingu greičiu 800 laipsnių kampu, kad atrama automatiškai nuluptų. Taikant šį metodą, likusios atramos kiekis sumažinamas iki mažiau nei 0,01 mm, laikas, reikalingas tolesniam apdorojimui, sutrumpėja nuo 48 valandų iki 8 valandų ir sutaupoma 650 juanių už vienetą.
Proceso sekimo uždaro ciklo valdymas
Siemens Process Sight sistemos didelės spartos{0}}kameros ir infraraudonųjų spindulių jutikliai stebi išlydyto baseino formą realiuoju laiku. Esant nepakankamo palaikymo galimybei, lazerio nustatymai pakeičiami automatiškai arba sukuriamas papildomas palaikymas. Spausdinant sudėtingą srauto kanalo dalį, technologija sumažino defektų procentą dėl paramos nuo 18% iki 0,3%, o tai per metus sutaupė daugiau nei 500 000 juanių pertvarkymo išlaidų.