هل تستطيع طباعة عمليات الصب البديلة تقليل تكاليف العفن؟

1. مشكلة التكلفة مع قوالب الصب التقليدية: النفقات الثابتة تجعل "فخ المقياس" أسوأ.
يحتوي هيكل التكلفة لتقنيات الصب الكلاسيكية على ميزة "مهيمنة على التكلفة الثابتة" الكبيرة ، ويعتمد اقتصاد هذه العمليات كثيرًا على نشر التكاليف من خلال الإنتاج الكبير -. على سبيل المثال ، تصل تكلفة تطوير مجموعة من قوالب جسم أسطوانة محرك السيارات إلى 2.3 مليون يوان ، وهو 41 ٪ من إجمالي تكلفة المشروع. كان يجب أن يكون لمشروع تصبغ العمود المرفقي لأربعة إصلاحات للعفن بسبب عيوب التصميم في قناة التدفق ، والتي تكلف 600000 يوان إضافي وتأخر التسليم بمقدار 42 يومًا. ثلاث مشاكل رئيسية تجعل القوالب مكلفة للغاية:
تكاليف المواد والمعالجة: بالنسبة للقوالب الكبيرة والمعقدة ، تحتاج إلى فولاذ خاص قوي للغاية ، ويمكنك التعامل مع درجات حرارة عالية ، ولا ينكسر بسهولة. يمكن أن تكلف مجموعة واحدة من القوالب المعدنية ما بين 150،000 و 800000 يوان. بالنسبة للقوالب الهيكلية الأكثر تعقيدًا ، يمكن أن ترتفع التكلفة أكثر لأنه يجب صنعها في كتل.
تكاليف التكرار والصيانة: يتطلب تغيير القالب العملية الكاملة لـ "تصحيح تجميع معالجة التصميم" ، والتي عادة ما تستغرق 3 إلى 5 تكرار. تشكل رسوم إصلاح العفن 12 ٪ من التكلفة الكاملة لمشروع عمود الدعم الهيدروليكي بسبب عيوب التصميم.
تكاليف التخزين والمخزون: مطلوب وصنع النوى باليد لقوالب الرمال التقليدية ، والتي تكلف 28 ٪ من التكلفة الإجمالية للعمالة. يبلغ طول المصنع حوالي 500 متر مربع ، ويكلف 120000 يوان سنويًا للحفاظ عليه.
في المواقف عندما يكون هناك مقياس صغير - ، العديد من أنواع الإنتاج المختلفة ، لا يعمل مفهوم "اقتصادات الحجم" على الإطلاق. على سبيل المثال ، عندما تصنع شركة آلات التعدين غلافًا مخصصًا للكسارة ، قد تتم مشاركة تكلفة قالب واحد باستخدام الأساليب التقليدية حتى 23000 يوان . 3 d ، من ناحية أخرى ، تقود تصنيع التصنيع مباشرة من الملفات الرقمية. هذا يقلل من تكاليف العفن إلى الصفر ورفع الأرباح على قطع واحدة بنسبة 27 ٪ مقارنة بإنتاج الدُفعات التقليدية.
2. النظرية وراء تكاليف الطباعة ثلاثية الأبعاد المنخفضة: الانتقال من "القوالب المادية" إلى "التصنيع الرقمي"
تتخلص تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من الحاجة إلى القوالب المادية عن طريق تكديس الطبقات فوق بعضها البعض. كما أنه يقلل التكاليف بثلاث طرق:
خفض تكاليف القوالب: يمكنك طباعة قوالب الرمال أو الراتنج مباشرة دون الحاجة إلى علاج القوالب المعدنية. على سبيل المثال ، يكلف إنشاء عمود دعم هيدروليكي مع الأساليب التقليدية 580،000 يوان لصنع ثلاث مجموعات من القوالب المعدنية. مع الطباعة ثلاثية الأبعاد ، فإن التكاليف الوحيدة هي للمواد والاستهلاك للمعدات ، والتي تقل بنسبة 92 ٪ عن تكلفة القوالب التقليدية.
ارتفع معدل استخدام المواد كثيرًا: أثناء عملية الصب ، يفقد صنع القالب الرملي التقليدي 15 ٪ إلى 20 ٪ من الرمال ، وهو الكثير من النفايات المادية. ولكن مع التقطيع الرقمي ، يتحكم الطباعة ثلاثية الأبعاد في مسار الترسيب لجزيئات الرمل ، وارتفع معدل استخدام المواد إلى أكثر من 98 ٪. يوضح التقييم العالمي الحقيقي- لمشروع شفرة التوربينات الغازية أن قوالب الرمال المطبوعة ثلاثية الأبعاد توفر 3.2 طن من رمال اللؤلؤ مقارنة بالطرق القديمة ، وأن تكلفة المواد لمكون واحد تنخفض بنسبة 41 ٪.
تقصير دورة الإنتاج: يتطلب الأمر 12 خطوة لصنع صب الرمل التقليدي ، ويستغرق الأمر من 4 إلى 8 أسابيع لإكمال العملية بأكملها . 3 d تقنية الطباعة بالطريقة التي يتم بها صنع الأشياء باستخدام ملفات التصميم للتحكم مباشرة في الطباعة. يمكنك صنع قالب رملي في أقل من 24 ساعة ، ومع الطباعة المتعددة- ، يمكنك صنع 5 إلى 10 أطنان من المنتجات كل يوم. تكشف دراسة حالة لمشروع محور ترانزيت للسكك الحديدية أن الأمر استغرق 9 أيام فقط من التصميم النهائي إلى تسليم الدفعة الأولى من 20 سلعة تامة الصنع. هذا أسرع بنسبة 82 ٪ من الأساليب التقليدية وخفض التكاليف بنسبة 63 ٪.
3. "سيناريو التطبيق الذهبي" للطباعة ثلاثية الأبعاد من حيث الاقتصاد
حتى إذا كان للطباعة ثلاثية الأبعاد ميزة تخريبية عندما يتعلق الأمر بتكلفة العفن ، فإن اقتصادها لا يزال مقيدًا بثلاثة شروط حدودية رئيسية:
حجم الدُفعة: عند صنع الكثير من المسبوكات الهيكلية البسيطة ، تكون فوائد الأساليب الكلاسيكية في الحجم واضحة بشكل متزايد. على سبيل المثال ، يمكن أن يصنع صب الرمال التقليدية ألواحًا مسطحة وأنابيب مستقيمة بكميات كبيرة باستخدام القوالب القياسية ، مما يجعل تكلفة كل قطعة منخفضة للغاية. من ناحية أخرى ، لا تحتاج الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى قوالب ، لكن الأمر يستغرق وقتًا أطول لطباعة كل قطعة ، وتكون تكلفة المادة أعلى من تلك الموجودة في المواد الرملية التقليدية. كلما زاد حجم الدُفعة ، زاد تأثير تراكم التكاليف. بالنسبة إلى المسبوكات الخشنة التي لا تحتاج إلى جودة عالية أو جودة سطحية ، تكون طرق الصب التقليدية أرخص . 3 d تعتبر قوالب الرمل المطبوعة أكثر دقة ، لكنها تحتاج إلى رمال خاصة للتأكد من أن الطباعة جيدة. تكلفة المادة أكثر من تكلفة المواد الرملية العادية. عندما تقوم بتضمين تكاليف انخفاض المعدات ، واستخدام الطاقة ، والعوامل الأخرى ، تكون التكلفة الإجمالية أعلى.
قابلية التكيف للمواد: عندما يتعلق الأمر بإلقاء مواد فريدة مثل سبائك ودرجات الحرارة العالية - ، لا يزال يتعين على تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد إيجاد طريقة لموازنة خصائص المواد بتكاليفها. على سبيل المثال ، تم إجراء مواد قالب الرمل السيراميك التي يمكنها تحمل درجات الحرارة حتى 1600 درجة ، لكنها تكلف أكثر من ثلاثة أضعاف مواد الرمال العادية ، مما يجعلها من الصعب استخدامها في الصناعات الكبيرة.
4. الممارسة الصناعية: من "حساسية التكلفة" إلى "خلق القيمة"
تتغير صناعة التصنيع من "حساسية التكلفة" إلى "خلق القيمة" بفضل تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد:
إن الإنتاج المخصص الدُفعات الصغيرة يكسر Deadlock: تستخدم شركة طاقة الرياح الطباعة ثلاثية الأبعاد لصنع قواعد برج مخصصة مع "آلة واحدة ونوع واحد" واشحن 15 ٪ أكثر للمنتج. في المجال الطبي ، يمكن تصميم الأطراف الاصطناعية المخصصة ، وجراحة العظام ، وغيرها من المنتجات المخصصة وتسليمها في 72 ساعة ، مع وجود خطأ مطابق يقل عن 0.1 مم وتوفير في التكاليف 60 ٪ مقارنة بالطرق التقليدية.
يسرع الابتكار في البحث والتطوير: الشركات التي تصنع محركات الطائرات تستخدم قوالب الرمال المطبوعة ثلاثية الأبعاد لصنع نماذج أولية من غرف الاحتراق. هذا يزيد من عدد تكرارات التصميم من متوسط ​​3 إلى 12 في السنة. تم تخفيض دورة تطوير مركبات السيارات الجديدة من 6 أشهر إلى 6 أسابيع ، مع الاستفادة من فرصة السوق.
التغيير في التصنيع الأخضر: تقلص تكنولوجيا قالب الرمال ثلاثية الأبعاد التأثير البيئي ، ويقلل من إنتاج النفايات الرملية بنسبة 85 ٪ ، ويمكن إعادة تدوير وتجديد 100 ٪ من المواد. كما أنه يستخدم طاقة أقل بنسبة 40 ٪ من الأساليب السابقة ويقلل من انبعاثات الكربون الفردية بنسبة 52 ٪.