ما هي العوامل التي يجب أن تنظر فيها الشركات المصنعة التقليدية عند الانتقال إلى الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد؟

一 ، القدرة التكنولوجية: تغيير في كيفية تصورنا حول "العمليات البديلة" إلى "خلق القيمة"
1. اختيار عملية ومطابقة مشهد
هناك أكثر من 10 طرق تكييفالطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد، بما في ذلك ذوبان الليزر الانتقائي (SLM) ، ذوبان شعاع الإلكترون (EBM) ، ترسب الطاقة الموجه (DED) ، وغيرها. هناك تباينات كبيرة بين العمليات عندما يتعلق الأمر بمدى قدرتها على التكيف مع مواد مختلفة ، ومدى سرعة إنتاج الأشياء ، ومدى تكلفةها. على سبيل المثال ، تعمل تقنية SLM بشكل جيد مع الأجزاء الهيكلية المعقدة مثل شفرات محركات الطائرات ، ولكن المعدات باهظة الثمن. تعمل تقنية DED بشكل جيد لإصلاح الأجزاء الكبيرة مثل شفرات التوربينات الغازية ، لكن دقة السطح ليست جيدة. يجب على صانعو اختيار العمليات بناءً على ميزات منتجاتهم. على سبيل المثال ، يجب على صانعي مكونات السيارات استخدام تقنية SLM لجعل منتجاتهم أخف وزناً ، بينما يجب على شركات معدات الطاقة استخدام إجراءات DED لإصلاح المعدات القديمة لتوفير المال في وقت التوقف.
2. تغيير الطريقة التي نفكر بها في التصميم
تتحدى الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد حدود التصنيع التقليدي عندما يتعلق الأمر بالأشكال ، ولكن هذا يعني أيضًا أن قواعد التصميم يجب تغييرها. على سبيل المثال ، تستخدم التصميمات التقليدية زوايا حادة وزوايا مستقيمة ، لكن الطباعة ثلاثية الأبعاد تستخدم أشكالًا مستديرة ومغطاة بانخفاض الإجهاد الحراري. تحتاج القوالب التقليدية إلى بدل معالجة محجوز ، ولكن يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد استخدام تصميم "صافي صب". عند طباعة قذائف حزمة البطارية لمركبات الطاقة الجديدة ، غيرت Luoyang Yingchuang Aurora الهيكل المعدني للصفائح التقليدية إلى بنية شعرية قرص العسل من خلال تحسين الطوبولوجيا. هذا جعل القذائف أخف بنسبة 30 ٪ مع إبقائها قوية ، وخفضت دورة التطوير من 6 أشهر إلى 45 يومًا. في هذه الحالة ، فإن تغيير كيفية تفكيرنا في التصميم هو مفتاح الحصول على أقصى استفادة من الطباعة ثلاثية الأبعاد.
3. مراقبة الجودة والمعالجة -
في معظم الأوقات ، تحتاج الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد المعدنية إلى المرور بخطوات إضافية مثل المعالجة الحرارية والآلات والرمال للعمل بشكل صحيح. على سبيل المثال ، تتطلب الأجزاء الهيكلية لسبائك التيتانيوم التي تُطبعها البلاتين للطائرات المنزلية الكبيرة التخلص من المسام الداخلية باستخدام الضغط المتساوي الساخن (الورك) ثم الحصول على دقة السطح من ± 0.05 مم من خلال معالجة ربط المحور ±-. لتجنب الانخفاض في العائد بسبب المشكلات التي تواجه معالجة ما بعد- ، يحتاج المصنعون التقليديون إلى التحقق من مدى جودة إمكانيات المعالجة الحالية- مع تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد.
2 ، التحكم في التكاليف: نظام تقييم ينتقل من "اقتصاد عنصر واحد" إلى "قيمة دورة الحياة الكاملة"
1. الاستثمار في المعدات التي تطابق قدرة الإخراج
هناك مجموعة واسعة من الأسعار لمعدات الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية. تكاليف المعدات ذات السطح المكتبي - عشرات الآلاف من يوان ، في حين أن المعدات الصناعية - تكلف عشرات الملايين من اليوان. تحتاج الشركات المصنعة التقليدية إلى اختيار المعدات بناءً على عدد البضائع التي يحتاجون إلى صنعها: للحصول على مجموعات صغيرة من المنتجات المخصصة مع إخراج سنوي أقل من 5000 قطعة ، يمكنهم استخدام معدات SLM ليزر واحد. لخفض تكلفة المكونات الفردية لمشاريع الحجم الكبيرة- مثل هيكل السيارات الذي يحتاج إلى أكثر من 100000 قطعة سنويًا ، نحتاج إلى استخدام المعدات التعاونية متعددة الليزر- مثل نظام الليزر البلاتيني 10. استخدمت Huashu High Tech ثمانية أجهزة ليزر لإنشاء إطارات دراجات نارية كهربائية لمستقبل ستارك. هذا يخفض وقت الطباعة إلى النصف ، من 72 ساعة إلى 36 ساعة ، وخفض التكلفة لكل وحدة بنسبة 40 ٪.
2. تحقيق أقصى استفادة من تكاليف المواد
يشكل سعر مسحوق المعادن 30 ٪ إلى 50 ٪ من التكلفة الكاملة للطباعة ثلاثية الأبعاد. يتم تحديد السعر بشكل كبير من خلال النقاء ، وتوزيع حجم الجسيمات ، وقابلية التدفق للمسحوق. يمكن للمصنعين التقليديين خفض نفقاتهم بالطرق التالية:
الاستبدال المنزلي: مسحوق سبيكة التيتانيوم الكروية المصنوعة من الشركات الصينية مثل Xi'an Sailong أكثر سائلًا بنسبة 20 ٪ وأرخص بنسبة 30 ٪ من المسحوق الأجنبي ؛
إعادة تدوير المسحوق: ترفع أنظمة الفحص والتجديد معدل استرداد المسحوق غير المصقول إلى أكثر من 90 ٪ ، مما يقلل من فقدان المواد ؛
Multi - طباعة المواد: تستخدم هذه الطريقة تصميم مواد التدرج لخفض عدد المواد المفردة الباهظة الثمن المستخدمة. على سبيل المثال ، تحتوي فوهة Rocket Insstek على طبقة داخلية من الألومنيوم وطبقة خارجية 625.
3. تجنب التكاليف الخفية
فيما يلي العديد من التكاليف الخفية التي يسهل تفويتها في بداية التغيير:
تكلفة فشل الطباعة: يمكن أن يضيع فشل طباعة واحد عشرات الآلاف من مسحوق اليوان. لخفض تكاليف التجربة والخطأ ، يجب استخدام تقنية التوأم الرقمية لمحاكاة العملية. بالنسبة لتكاليف الملكية الفكرية ، تتضمن الطباعة ثلاثية الأبعاد الكثير من النماذج الرقمية ومعلمات العملية ، لذلك يجب إعداد نظام إدارة أمن البيانات لإيقاف التسرب التقني.
تكلفة إصدار الشهادات: تحتاج حقول مثل Aerospace ، Medicine ، وغيرها إلى شهادات مثل AS9100D و ISO 13485. يجب أن تكون التكلفة والوقت الذي يستغرقه الحصول على شهادة معتمدة جزءًا من ميزانية التحول.
3 ، إعادة هيكلة سلسلة التوريد: تغيير طريقة صنع الأشياء من "التصنيع الخطي" إلى "التعاون الموزع"
1. شبكة الإنتاج في مكان واحد
"الطباعة المحلية ، التوزيع العالمي" هو نوع من الإنتاج يعمل مع الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد. على سبيل المثال ، أنشأت Siemens Energy مركز خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد الإقليمية في ألمانيا لإصلاح شفرات التوربينات الغازية بسرعة للعملاء الأوروبيين. هذا يقلل من وقت التسليم من 6 أسابيع إلى 72 ساعة. من خلال وضع العقد ثلاثية الأبعاد في الأسواق الحرجة ، قد تخفض الشركات التقليدية تكاليف المخزون والشحن وجعل سلاسل التوريد أكثر مرونة.
2. تجميع سلسلة التوريد الرقمية
تتغير سلسلة التوريد بسبب مزيج من الطباعة ثلاثية الأبعاد والإنترنت الصناعي. على سبيل المثال ، يمكن أن تراقب "منصة سحابة التصنيع الذكية" من بوليت ، حالة التشغيل الزمني الحقيقي لأكثر من 300 جهاز في جميع أنحاء العالم ، وتخصيص تعيينات الطباعة تلقائيًا ، وتحسين معلمات العملية. هذا يرفع معدل استخدام المعدات الإجمالي إلى 85 ٪. لجعل سلسلة التوريد أكثر انفتاحًا وتعاونًا ، تحتاج الشركات التقليدية إلى إنشاء منصة رقمية تتضمن التصميم والإنتاج والخدمات اللوجستية.
3. بناء القدرة على القيام بالهندسة العكسية
يمكن للمسح الضوئي ثلاثي الأبعاد والهندسة العكسية تحويل الكائنات المادية بسرعة إلى نماذج رقمية لأشياء مثل الحفاظ على المعدات وصنع مكونات احتياطية. على سبيل المثال ، عندما عملت ArcelorMittal مع Thesteelprinters لصنع فوهة مخرج خمسة- ، استخدموا المسح ثلاثي الأبعاد للحصول على بيانات هندسية من الفتحات القديمة ودمجها مع تحسين الطوبولوجيا لصنع جيل جديد من المنتجات. هذا خفض وقت التطوير من أربعة أشهر إلى ثلاثة أسابيع. لتحسين قدرتها على تكييف المعدات القديمة رقميًا ، يحتاج المصنعون التقليديون إلى إنشاء فرق هندسية عكسية.
4 ، المواهب والتنظيم: التحدي المتمثل في الانتقال من "تخصص المهارات" إلى "القدرة المركبة"
1. قلة المواهب في مجالات مختلفة
تحتاج الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن إلى الأشخاص ذوي المهارات في العديد من المجالات المختلفة ، مثل علوم المواد والهندسة الميكانيكية والنمذجة الرقمية ومراقبة الجودة. على سبيل المثال ، يحتاج مهندسو الطباعة ثلاثية الأبعاد من Huashu High Tech إلى أن يكونوا قادرين على القيام بنمذجة CAD ، وتحسين معلمة SLM ، والتفتيش المعدني في نفس الوقت. لبناء مجموعة مواهب ، يحتاج المصنعون التقليديون إلى العمل مع المدارس (على سبيل المثال ، من خلال بناء مختبرات التصنيع المضافة مع الجامعات) ، وتدريب موظفيها (على سبيل المثال ، من خلال تقديم تدريب على تصميم DFAM) ، وتوظيف أشخاص من خارج الشركة (على سبيل المثال ، مهندسي العمليات مع تجربة الطباعة ثلاثية الأبعاد).
2. إعادة هيكلة المنظمة
تقوم الطباعة ثلاثية الأبعاد بتغيير كيفية صنع الأشياء من "Serial" إلى "Parallel" ، مما يعني أن الشركات تحتاج إلى أن تكون أكثر مرونة في كيفية إعدادها. يستخدم Bolite ، على سبيل المثال ، استراتيجية "Project - على أساس+platformization" ، مما يعني أنها تقوم بإعداد فرق المشروع الرأسية في الصناعات مثل الطيران والطب والسيارات ، ثم تشارك المعدات والإمدادات وقواعد بيانات المعالجة لاستخدام الموارد بشكل أفضل. تحتاج الشركات المصنعة التي كانت موجودة لفترة طويلة للتخلص من حواجز الإدارات ، وإنشاء فرق وظيفية متقاطعة- ، وجعل العملية أقصر.
3. إدارة التغيير في الثقافة
تتعارض ميزة "التكرار السريع" للطباعة ثلاثية الأبعاد مع عقلية "تجنب المخاطر" للتصنيع التقليدي. على سبيل المثال ، قامت إحدى الشركات للسيارات بتأجيل المشروع لمدة ثلاثة أشهر بعد إضافة طباعة ثلاثية الأبعاد لأن أقسام التصميم والتصنيع لم تستطع الاتفاق على من المسؤول عن "فشل الطباعة". لجعل شركاتها أكثر ابتكارًا ، يحتاج المصنعون التقليديون إلى تغيير ثقافاتهم (على سبيل المثال ، عن طريق إعداد نظام "التجربة والخطأ") ، وتغيير كيفية تقييم الأداء (على سبيل المثال ، عن طريق إضافة مؤشرات الابتكار إلى مؤشرات الأداء الرئيسية) ، وإعداد منصات لتبادل المعرفة (على سبيل المثال ، عن طريق إعداد مكتبات الحالات الداخلية).