هل تكلفة استخدام الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد في صناعة القوالب مرتفعة؟

1. تكلفة المواد: من "تقليل هدر المواد" إلى "التصنيع بدون خسائر في المواد المضافة"
تُستخدم طرق الطرح لصنع القوالب بالطريقة التقليدية، ويتم فقدان ما يصل إلى 60% إلى 80% من المادة. على سبيل المثال، تتضمن الطريقة القديمة لصنع قالب مصد السيارة عمل ثقب في كتلة فولاذية مقاس 1.2-متر × 0.8 متر والتعامل فقط مع مئات الكيلوجرامات من النفايات. كطريقة إنتاج مضافة، تستخدم الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد أكثر من 90% من المواد التي تستخدمها، ويمكن إعادة تدوير المسحوق المتبقي ثلاث إلى خمس مرات، مما يخفض تكلفة المواد بنسبة أربعين إلى ستين بالمائة.
التحقق من الحالة: نظرت إحدى الشركات المصنعة للأجهزة المنزلية في تكلفة القوالب القياسية والقوالب المطبوعة ثلاثية الأبعاد وتوصلت إلى ما يلي:
تبلغ تكلفة قوالب الفولاذ 120 ألف يوان، ولكن يتم إهدار 65% منها أثناء المعالجة، وبالتالي فإن التكلفة الحقيقية للمادة تبلغ 80 ألف يوان فقط. في عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد، يتم استخدام مسحوق الفولاذ القالب H13، وتبلغ تكلفة المادة أيضًا 80000 يوان. نظرًا لعدم تصنيع أي قمامة، فإن التكلفة الحقيقية للمواد تبلغ 72000 يوان فقط، والتي تشمل فقدان المسحوق أثناء إعادة التدوير.
عندما نفكر في مقدار التوفير الذي يمكن تحقيقه من خلال جعل القوالب تدوم لفترة أطول، فإن ميزة الطباعة ثلاثية الأبعاد-على المدى الطويل في تكلفة المواد تصبح أكبر.
2. تكلفة المعالجة: من "اتصال سلسلة العمليات المتعددة" إلى "تكامل المعدات الفردية"
في الطريقة القديمة لصنع القوالب هناك أكثر من 10 خطوات، مثل القطع والتفريغ الكهربائي وقطع الأسلاك والتلميع وغيرها. هذه الخطوات تستغرق من 5 إلى 8 قطع من المعدات، مثل مراكز التصنيع CNC، آلات التفريغ الكهربائي، المطاحن المنسقة، والمزيد. وهذا يعني أن تكاليف العمالة والمعدات مرتفعة. "النموذج الرقمي ← الطباعة ← المعالجة الدقيقة" هي عملية مكونة من ثلاث-خطوات تستخدمها الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد لتقليص العملية إلى أقل من ثلاث خطوات. وهذا يقلل من الحاجة إلى أدوات إضافية بنسبة 70% وعمالة إضافية بنسبة 50%.
نظرة على تكوين التكلفة:
وانخفضت تكاليف المهارات التقليدية وتكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد بمقدار 10 آلاف يوان.
استهلاك المعدات 15 8 46.7%
تبلغ تكلفة العمل 6.35 دولارًا للساعة.
3 1.5 50% من الطاقة المستخدمة
24 $12.5 47.9% من إجمالي تكلفة المعالجة
نقاط التقدم التكنولوجي:
تحتوي ماكينة iSLM420 من شركة Zhongrui Technology على طاولة عمل دوارة متعددة-محاور تتيح لها طباعة الهياكل المعقدة مباشرة داخل تجويف القالب، دون الحاجة إلى تثبيتها عدة مرات كما هو ضروري في الطرق التقليدية.
تقنية هجينة لصنع الأشياء: تجمع الأداة الآلية LASERTEC 65 3D من DMG Mori بين وظائف DED الإضافية والطرحية. فهو ينهي السطح في نفس وقت الطباعة، مما يقلل وقت المعالجة اللاحقة-بنسبة 60%.
3. تكلفة الانتقال من "التسليم الشهري" إلى "الاستجابة اليومية"
تستغرق دورة تطوير القالب العادية ما بين 4 و8 أسابيع، ويتم قضاء أكثر من نصف هذا الوقت في التحقق من التصميم وتغييره. يؤدي التكرار السريع لـ "اختبار طباعة التصميم" في الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد إلى تقصير الدورة إلى 3-7 أيام، مما يجعلها مثالية للدفعات الصغيرة ومجموعة واسعة من احتياجات الإنتاج.
حالات الاستخدام في الصناعة:
في مجال صناعة السيارات، يقوم مصنع Tesla في شنغهاي بإصلاح قوالب الصب الكبيرة- باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد. بعد تلف العفن، يمكن بدء الإنتاج مرة أخرى خلال 72 ساعة فقط، وهو أسرع بنسبة 90% من وقت الإصلاح المعتاد.
الإلكترونيات الاستهلاكية: قامت إحدى الشركات التي تصنع الهواتف المحمولة بسرعة بتصنيع قوالب إنتاج تجريبية باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد، مما أدى إلى تقليل الوقت المستغرق لبناء منتج جديد من 18 شهرًا إلى 12 شهرًا، وسمح لهم بالاستفادة من فرص السوق.
الفضاء الجوي: استخدم صانع شفرات المحرك تقنية شعاع الإلكترون EB-DED لإصلاح قوالب النيكل-المعدنية ذات درجة الحرارة العالية-في 72 ساعة فقط، من أجل تلبية متطلبات الطلب العاجلة.
4. تكلفة الجودة: من "الإصلاح السلبي" إلى "التحسين النشط"
تحتوي القوالب التقليدية على عيوب مثل تشوه المنتج وعلامات الانكماش بسبب كيفية تصميم نظام التبريد. نسبة الفشل تصل إلى 5-10%. من خلال إنشاء قنوات مياه تبريد متوافقة، تعمل الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد على زيادة اتساق درجة حرارة القالب بنسبة 80% ومعدل تأهيل المنتج بأكثر من 98%. وهذا يقلل بشكل كبير من تكاليف فقدان الجودة.
تحليل التكنولوجيا والاقتصاد:
تحسينات في كفاءة التبريد: يؤدي استخدام ممر مائي مطابق مطبوع ثلاثي الأبعاد لقالب غلاف جهاز منزلي معين إلى تقليل وقت التبريد من 18 ثانية إلى 12 ثانية، كما تم استخدام طاقة أقل بنسبة 22% لصنع قطعة واحدة.
انخفاض معدل العيوب: عند استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لإصلاح قوالب مقابض أبواب السيارة، انتقل تشوه صفحة المنتج من 0.8 مم إلى 0.2 مم، مما يوفر 75% من تكلفة الإصلاحات بسبب العيوب.
عمر أطول: يحتوي قالب الصب- على هيكل شبكي داخلي يزيد من عمر الفشل الحراري من 5000 إلى 12000 دورة ويقلل عدد المرات التي يحتاج فيها إلى الاستبدال بنسبة 60%.
5. طريقة لخفض التكاليف على نطاق واسع: الانتقال من "تخصيص قطعة واحدة" إلى "الإنتاج الضخم"
يمكن أن توفر لك الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد الكثير من المال عند صنع قالب واحد، ولكن قيمتها الحقيقية تأتي من القدرة على خفض التكاليف بمعامل عشرة عند استخدامها على نطاق واسع. في الوقت الحالي، توصلت الشركة إلى أربع طرق رئيسية لخفض التكاليف:
نظام التنضيد الذكي: يؤدي استخدام الصيغ لتحسين مسار الطباعة إلى زيادة حجم القالب الفردي بمقدار 4.5 مرات ومعدل استخدام المعدات بنسبة 300%؛
عملية استرداد المسحوق: يمكن إعادة تدوير 95% من المسحوق المعدني، مما يقلل تكلفة المواد ذات القالب الواحد بنسبة 28%.
المعالجة المعيارية اللاحقة-: تبلغ تكلفة المعالجات السطحية مثل الطلاء المجمع والطلاء الكهربائي الآن 800 يوان فقط للقطعة، أي أقل بنسبة 60% عما كانت عليه من قبل (الطرق التقليدية)؛
سيؤدي إنشاء مكتبة معلمات هيكل القالب إلى تقليل الوقت المستغرق لبناء وتصميم قوالب جديدة بنسبة 70% وتكلفة التصميم بنسبة 50%.