كيفية تحديد ما إذا كان المكون مناسبًا للاستبدال بالطباعة المعدنية؟

1. التعقيد الهندسي: تجاوز الحدود المادية للتصنيع التقليدي
الفائدة الرئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية هي أنها يمكن أن تصنع أشكالًا هندسية معقدة لا يمكنها الأساليب الأخرى. الطباعة المعدنية هي الخيار الأفضل عندما يكون للجزء الميزات التالية:
تحسين قناة التدفق في الداخل: على سبيل المثال ، يتكون مشعب المحرك من الأنابيب غير المستوية ، الرقيقة - التي تعد جزءًا من نفس القطعة. يتخلص هذا من أخطاء اللحام التي تأتي مع طرق اللحام القياسية وتقلل من مقاومة السوائل بأكثر من 30 ٪. استخدمت شركة محرك طيران معين تقنية ذوبان انتقائي للليزر (SLM) لطباعة غرفة الاحتراق. كانت قناة التبريد الداخلية بعرض 0.8 ملم فقط ، ومع ذلك ارتفعت كفاءة التبريد بنسبة 45 ٪.
بنية تحسين الطوبولوجيا: يمكن أن يجد بنية الشبكة توازنًا بين الخفة والقوة. على سبيل المثال ، قام صانع سيارات واحد بعمل أجزاء لنظام التعليق كهياكل شعرية BCC ، والتي خفضت الوزن بنسبة 62 ٪ مع الحفاظ على القوة واستخدام المواد المرتفعة من 15 ٪ في التصنيع الطرفي القياسي إلى 92 ٪.
التصميم المتكامل: يمكن أن تجمع الطباعة المعدنية بين عدة أجزاء في واحدة. الشركة التي تجعل معدات طاقة الرياح مجتمعة 12 قطعة في علبة التروس في جزء واحد مطبوع. هذا يخفض الوقت الذي استغرقه لوضعه معًا من 8 ساعات إلى 45 دقيقة وخفض معدل الفشل بنسبة 78 ٪.
معايير التقييم: إذا كان لدى الجزء خمسة أو أكثر من الأسطح المستقلة أو أكثر ، فإن يحتاج إلى ثلاثة أو أكثر من التثبيت وتحديد المواقع ، أو يحتوي على أحجام ميزة أصغر من 0.5 مم يصعب الحصول عليها باستخدام طرق قياسية ، فهو ممكن من الناحية الهندسية لاستبدال الطباعة المعدنية.
2. أداء المواد: تلبي الاحتياجات الصارمة لظروف التشغيل القاسية للغاية
لاستبدال منتجات العمليات التقليدية ، يجب أن تمر أجزاء الطباعة المعدنية بالتحقق من أداء المواد:
الأداء الميكانيكي المطابق: يمكن أن يكون للأجزاء المطبوعة باستخدام سبيكة التيتانيوم قوة شد تبلغ 1100 ميجا باسكال واستطالة 15 ٪. هذا يعني أنه يمكن استخدامه بدلاً من أجزاء مزورة في تحميل الطيران -. أكدت شركة Aerospace Business أن قوس القمر الصناعي المطبوع من سبيكة Titanium المطبوعة ثلاثية الأبعاد أكثر استقرارًا من حيث الحجم من المسبوكات التقليدية ، مع تغيير قدره 0.02 ملم/م فقط بين -196 درجة و 350 درجة.
التحكم في البنية المجهرية: يمكنك تغيير كثافة طاقة الليزر وسرعة المسح لتغيير البلورات العمودية إلى بلورات معادلة. الشركة التي تجعل معدات الطاقة النووية تحسن طريقة الطباعة لصمامات الفولاذ المقاوم للصدأ 316L للحصول على حجم الحبوب من الدرجة الثامنة من ASTM وجعلها أكثر مقاومة للتآكل من أيونات الكلوريد.
الاحتياجات الوظيفية الخاصة: يمكن أن يعالج Nickel - عاليًا - أن أجزاء سبائك درجة الحرارة المصنوعة من Dister 718 معالجة قوة الشد 1200MPa في 650 درجة ، وهي جيدة لأقراص التوربينات في محركات الطائرات. قامت شركة طبية بتقديم زرع مفصل الورك من سبيكة الكوبالت التي تكتسب بنسبة 99.9 ٪ بفضل تقنية ذوبان شعاع الإلكترون (EBM). كما أنه أكثر توافقًا حيويًا من المسبوكات القياسية.
كيفية التحقق: للتأكد من أن مؤشرات الأداء تلبي أو تتجاوز معايير المكون الأصلية ، واختبارات الأداء الميكانيكية مثل الشد ، والتأثير ، واختبار الصلابة ، وكذلك اختبارات التحقق من البنية الدقيقة مثل التحليل المعدني واختبار CT غير -.
3. تحليل الاقتصاد: تحسين تكلفة دورة الحياة بأكملها
نحتاج إلى إلقاء نظرة على اقتصاد الطباعة المعدنية من الزوايا التالية:
انهيار التكلفة الفردية: بالنسبة لأجزاء سبيكة التيتانيوم ، تبلغ تكلفة المواد 45 ٪ (مع معدل استخدام مسحوق 85 ٪) ، وتكلفة انخفاض قيمة المعدات هي 25 ٪ ، وتكلفة ما بعد - هي 20 ٪ ، وتكلفة العمل 10 ٪. إذا كان حجم الدُفعة أقل من 500 قطعة ، فإن تكلفة الطباعة أقل من استخدام مركز تصنيع محور خمسة-. إذا كان حجم الدُفعة أكثر من 2000 قطعة ، فأنت بحاجة إلى التفكير في كيفية تقسيم تكلفة القالب.
المدخرات غير الواضحة: من خلال طباعة قطع الغيار ، تمكنت شركة صانع معدات أشباه الموصلات من بيع مخزونها 24 مرة في السنة بدلاً من 4 مرات في السنة. وقد وفر هذا الشركة أكثر من 8 ملايين يوان في نفقات التخزين كل عام. تخفض الطباعة الموضعية خسائر وقت التوقف عن وقت ما في المتوسط ​​500000 يوان يوميًا إلى 80،000 يوان في الحالات التي تتم فيها الصيانة عن بُعد.
فترة استرداد الاستثمار: على سبيل المثال ، عندما بدأت شركة في استخدام الطباعة المعدنية لصنع القوالب ، فإن الوقت الذي يستغرقه صنع قالب مرت من 45 يومًا إلى 12 يومًا ، وارتفعت تكلفة مجموعة واحدة من القوالب من 120،000 يوان إلى 78000 يوان. في غضون ستة أشهر ، تم إعادة الأموال التي تم إنفاقها على المعدات.
نموذج لاتخاذ القرارات: جزء ممكن اقتصاديًا إذا كان يناسب الشروط التالية:
إنتاج صغير إلى متوسط ​​- مع الحاجة السنوية ل 50 إلى 2000 قطعة
الأجزاء التي لها قيمة واحدة تزيد عن 2000 يوان وتضيف الكثير من القيمة
أكثر من 30 ٪ من الوقت ، فإن الطلب على صيانة الطوارئ أو العمل المفصل مرتفع.
4. دورة الإنتاج: الفائدة الرئيسية للتصنيع الرشيق
تتمتع الطباعة المعدنية بالكثير من فوائد الدورة في المواقف التالية:
إنشاء نموذج جديد: من خلال طباعة 20 نوعًا من النماذج الأولية لعلبة التروس في نفس الوقت ، قامت شركة سيارات معينة بتخفيض دورة التطوير من 18 شهرًا إلى 7 أشهر وتضاعفت عدد تكرارات الاختبار ثلاث مرات.
الإمداد الفوري لقطع الغيار: أنشأت شركة طاقة الرياح مركزًا للطباعة الإقليمي بحيث يمكن تسليم مكونات احتياطية طويلة من الدورة مثل محامل الشفرة في 48 ساعة ، وهو أسرع بنسبة 90 ٪ من الطرق التقليدية للحصول عليها.
تحسين التركيبات والرقصات: من خلال طباعة التركيبات الفريدة ، تمكنت شركة إلكترونيات من تعزيز دقة سطح SMT من ± 0.1 مم إلى ± 0.03 مم وقطعت الوقت لتغيير الأسلاك من 45 دقيقة إلى 8 دقائق.
يمكن للطباعة المعدنية إنهاء العملية بأكملها ، من التصميم إلى التسليم ، في 72 ساعة ، وهو أسرع من 5 إلى 10 مرات من الطرق التقليدية. إنه يعمل بشكل أفضل عندما يكون هناك الكثير من أنواع المنتجات المختلفة والدفعات الصغيرة التي تحتاج إلى إجراء تغييرات كبيرة في الطلب.
5. القدرة على التكيف مع سيناريوهات التطبيق المختلفة: تكامل عميق لسمات الصناعة
قابلية تطبيق الطباعة المعدنية تختلف اختلافًا كبيرًا بين الشركات.
تم تحسين معدات هبوط طائرة مقاتلة محددة بطريقتين: من خلال طباعة الأجزاء الهيكلية لسبائك التيتانيوم ، أصبحت أخف بنسبة 32 ٪ وأقوى بنسبة 15 ٪. انخفض الوقت الذي يستغرقه الاستجابة لطلبات الصيانة من أسبوعين إلى 72 ساعة.
في الطب ، تستخدم غرسات الأسنان الشخصية تقنية ذوبان شعاع الإلكترون للوصول إلى التحكم الدقيق 0.1 مم. تتمتع الطلاء النشطة بيولوجيًا بكفاءة ترسب أعلى بخمس مرات من الأساليب التقليدية ، ويتم خفض وقت الشفاء للمرضى بنسبة 40 ٪.
أدوات الطاقة: تستخدم محطة الطاقة النووية أنابيب نقل حرارة مولد البخار المطبوعة التي تعمل على تحسين اتجاه الحبوب لجعل الوحدة أكثر كفاءة حراريًا بنسبة 8 ٪. تستمر دورة التشغيل المستمرة أكثر من 24 شهرًا ، وهو مستوى متقدم في جميع أنحاء العالم.
معايير التكيف مع الصناعة:
الفضاء الجوي: يجب أن يكون كل جزء لا يقل عن 500000 يوان ويجب أن يكون خفيفًا جدًا.
الطبي: يجب أن تلبي شهادة طبية ISO 13485 والسماح بالتخصيص الشخصي
الطاقة: تحتاج إلى شهادة أوعية الضغط ASME ويمكنها التعامل مع درجات حرارة 500 درجة على الأقل.