كيف يؤثر وقت ما بعد المعالجة- على دورة التسليم الإجمالية لقطع غيار السيارات المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد؟

بالنسبة لأي شخص يعمل مع قطع غيار السيارات المعدنية ثلاثية الأبعاد في سلسلة توريد السيارات، فإن هذا السيناريو سوف يتردد صداه على الفور. إن الوعد بالتصنيع الإضافي - تكرار أسرع للتصميم، وفترات زمنية أقصر للأدوات، -إنتاج أشكال هندسية معقدة - هو أمر حقيقي وموثق جيدًا-. لكن دورة التسليم التي يمر بها العملاء ليست مجرد دورة الطباعة. إنها دورة الطباعة بالإضافة إلى إزالة الدعم، بالإضافة إلى المعالجة الحرارية، بالإضافة إلى تشطيب السطح، بالإضافة إلى الفحص، بالإضافة إلى أي إعادة عمل ناجمة عن نتائج هامشية. وفي العديد من البرامج، يكون النصف الثاني أطول من النصف الأول.

تتناول هذه المقالة بالضبط كيفية مساهمة-المعالجة اللاحقة في إجمالي وقت دورة التسليم لأجزاء السيارات المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد، وتحدد الخطوات التي يتم فيها ضياع الوقت بشكل متكرر، وتعتمد على أبحاث الصناعة المنشورة وبيانات الإنتاج الخاصة بشركة Sunhingstones لشرح كيف يبدو سير عمل-المعالجة اللاحقة-المصمم جيدًا في الممارسة العملية. إن فهم هذه العلاقة ليس تمرينًا أكاديميًا: في سلاسل توريد السيارات حيث يمكن أن تؤدي نافذة التسليم الفائتة إلى فرض عقوبات إيقاف الخط، يتم قياس الفرق بين مهلة عشرة-أيام وتسعة عشر-يومًا من خلال العواقب التعاقدية.

تشريح دورة تسليم الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد

تتكون دورة التسليم الإجمالية لقطع غيار السيارات المعدنية ثلاثية الأبعاد من خمس مراحل متتالية. تتميز كل مرحلة بمدة اسمية تعكس أفضل-تنفيذ للحالة، ومدة واقعية تعكس التباين والانتظار وإعادة العمل التي تحدث في الممارسة العملية. الفجوة بين هذين الرقمين هي حيث يتم الفوز أو فقدان أداء التسليم.

المرحلة الأولى: إعداد البناء والجدولة

قبل صهر طبقة واحدة، يجب توجيه الأجزاء وتداخلها في غرفة البناء، ويجب إنشاء هياكل الدعم ومراجعتها، ويجب جدولة البناء وفقًا لسعة الماكينة المتاحة. بالنسبة لأجزاء مركبات الطباعة ثلاثية الأبعاد SLM، يستغرق إعداد البناء عادةً من أربع إلى ثماني ساعات من الوقت الهندسي. تعتمد الجدولة على توفر الجهاز: البناء الذي لا يمكن أن يبدأ على الفور يدخل في قائمة الانتظار، وهو ما قد يضيف في المرافق ذات الاستخدام العالي-يومين إلى خمسة أيام إلى الدورة الإجمالية.

وجدت دراسة قياس أداء أجراها معهد فراونهوفر لتكنولوجيا الليزر (Fraunhofer ILT) في عام 2022 أن الجدولة والتحضير للبناء يمثلان في المتوسط ​​18% من إجمالي وقت دورة التسليم عبر 42 برنامجًا لتصنيع المواد المضافة للسيارات التي تم استطلاعها - وهي نسبة ارتفعت إلى 28% في المنشآت التي تعمل بأكثر من 85% من استخدام الماكينات. والمعنى الضمني هو أن استخدام الآلة، على الرغم من كونه مرغوبًا تجاريًا، إلا أنه يضغط المخزن المؤقت للجدولة ويزيد من تقلب وقت الدورة.

المرحلة الثانية: البناء نفسه

إن بناء SLM هو المرحلة الأكثر وضوحًا للعملاء ويتم ذكرها بشكل متكرر في عروض أسعار الموردين. يعتمد وقت بناء الأجزاء المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد على حجم الجزء وعدد الطبقات وعدد الأجزاء المتداخلة في كل بناء. عادةً ما يتم بناء شريحة تمثيلية أو مكون غلاف من الألومنيوم AlSi10Mg بسمك طبقة 30-60 ميكرومتر خلال 8-24 ساعة. قد تستغرق مكونات الفولاذ الإنشائي أو التيتانيوم بسماكة الطبقة الدقيقة من 24 إلى 60 ساعة أو أكثر.

والأهم من ذلك، أن وقت البناء هو العنصر الأكثر توقعًا في دورة التسليم. تكون مدة إنشاء SLM محددة بمجرد إعداد ملف البناء: فهي لا تختلف باختلاف توفر المشغل أو جدولة الفرن أو نتائج الفحص. توفر إمكانية التنبؤ هذه للموردين بيانات دقيقة لمرحلة الإنشاء - وتميل إلى جعلهم يقللون من تقدير إجمالي وقت الدورة، لأن مراحل ما بعد الإنشاء- أقل قابلية للتنبؤ بها بكثير.

المرحلة 3: نشر-المعالجة

ما بعد المعالجة-هي المرحلة التي تتسم بأكبر قدر من التباين، وفي معظم البرامج، تتمتع بأكبر مدة إجمالية. بالنسبة لأجزاء مركبات الطباعة ثلاثية الأبعاد SLM، تشتمل المعالجة اللاحقة-عادةً على ما يلي:

بناء التهدئة وإزالة المسحوق:2-8 ساعات، حسب حجم الجزء ومعدل تبريد الغرفة. لا يمكن تسريعها دون المخاطرة بالتشوه الحراري أو أكسدة السبائك التفاعلية.

المعالجة الحرارية لتخفيف التوتر:4-12 ساعة من وقت الدورة، بالإضافة إلى وقت الانتظار في انتظار توفر الفرن. في المنشآت التي تحتوي على فرن مشترك واحد، يمكن أن يزيد وقت الانتظار من يومين إلى أربعة أيام.

سلك EDM أو إزالة الدعم اليدوي:من 30 دقيقة إلى 8 ساعات لكل جزء، ويعتمد بشكل كبير على هندسة الدعم ومهارة المشغل. الخطوة الأكثر تنوعًا واعتمادًا على العمالة-في التسلسل.

التشطيب السطحي (السفع بالخرز، أو التصنيع، أو الصقل الكهربائي):من 1 إلى 4 ساعات لكل جزء لمكونات السيارات النموذجية، وأطول للأجزاء ذات القنوات الداخلية أو التشكيلات الخارجية المعقدة.

فحص الأبعاد (CMM):1-3 ساعات لكل جزء، بالإضافة إلى وقت الانتظار لتوفر CMM. إذا كانت النتائج هامشية، فإن إعادة القياس ومراجعة التصرف تضيف مزيدًا من الوقت.

قامت دراسة تم نشرها عام 2023 في International Journal of Production Research بتحليل بيانات دورة التسليم من 31 برنامجًا لتصنيع المواد المضافة للسيارات، ووجدت أن المعالجة اللاحقة- تمثل في المتوسط ​​58% من إجمالي وقت دورة التسليم. في البرامج التي كانت دورة البناء فيها 24 ساعة أو أقل، تجاوزت حصة ما بعد المعالجة-70%. حددت الدراسة وقت انتظار الفرن وإزالة الدعم باعتبارهما أكبر مساهمين فرديين، حيث يمثلان معًا حوالي 35% من إجمالي وقت الدورة في متوسط ​​البرنامج.

المرحلة الرابعة: فحص الجودة والتوثيق

يتم التعامل مع فحص الأبعاد وتوثيق الجودة بشكل متكرر على أنهما الخطوة الأخيرة في -المعالجة اللاحقة، إلا أنهما يستحقان اعتبارًا منفصلاً لأنهما المرحلة الأكثر احتمالية لإنشاء حلقات إعادة العمل. الجزء الذي يفشل في فحص CMM في نهاية دورة مدتها -أيام لا يستهلك ببساطة ساعة إضافية: فهو-يدخل مرة أخرى إلى قائمة انتظار المعالجة اللاحقة-في أي خطوة مطلوبة لمعالجة عدم التوافق-، مما قد يضيف عدة أيام إلى الدورة الإجمالية.

لطباعة قطع غيار السيارات المعدنية ثلاثية الأبعاديتم توفيرها لعملاء السيارات الخاضعين للرقابة IATF 16949-، حيث تعد متطلبات وثائق الجودة جوهرية: تقارير الأبعاد، وشهادات المواد، وسجلات العملية لكل -خطوة معالجة ما بعد، وإمكانية التتبع التي تربط كل جزء بسجلات الإنشاء والدفعة الخاصة به. يمكن أن يؤدي تجميع حزمة الوثائق هذه بعد - بدلاً من التقاطها في الوقت الفعلي أثناء الإنتاج - إلى إضافة يوم أو يومين إلى الدورة حتى عندما تكون جميع الأجزاء متوافقة.

المرحلة الخامسة: التعبئة والتغليف والخدمات اللوجستية واستلام العملاء

المرحلة النهائية هي الأقصر ولكن الأقل قابلية للتحكم: وقت العبور من المورد إلى منشأة العميل. بالنسبة لبرامج السيارات التي تتطلب-التسليم في الوقت المناسب-فقط، فإن موثوقية النقل العام لها نفس أهمية سرعة النقل. الجزء الذي يتم شحنه في اليوم 12 من الالتزام بمهلة زمنية مدتها 14 يومًا ليس له هامش لاستثناء لوجستي.

خطوات معالجة المنشورات الأربع- التي تعمل على تمديد دورات التسليم بشكل متكرر

وقت انتظار المعالجة الحرارية

من بين جميع خطوات ما بعد المعالجة-، يعد وقت انتظار المعالجة الحرارية هو الوقت الذي يتم الاستهانة به دائمًا في تخطيط دورة التسليم. التلدين لتخفيف الضغط ليس اختياريًا لأجزاء مركبات الطباعة SLM ثلاثية الأبعاد: يمكن أن تقترب الضغوط المتبقية في مكونات الألومنيوم والفولاذ -المصنوعة من SLM من قوة إنتاج المادة أو تتجاوزها، مما يتسبب في تشويه أو فشل الكلال المبكر إذا لم تتم معالجته. يستغرق العلاج نفسه من أربع إلى اثنتي عشرة ساعة. ولكن في المنشأة التي يخدم فيها فرن واحد برامج متعددة، فإن قائمة الانتظار قبل أي بناء يمكن أن تستغرق أيامًا، وليس ساعات.

وجدت الأبحاث التي أجراها مركز تكنولوجيا التصنيع (MTC، المملكة المتحدة) والتي نُشرت في عام 2022 أن تقلب جدولة المعالجة الحرارية كان أكبر مساهم منفرد في عدم القدرة على التنبؤ بوقت دورة التسليم في برامج التصنيع الإضافي، مع معامل تباين (CV) يبلغ 0.68 - مما يعني أن وقت الانتظار الفعلي للفرن يختلف بنسبة 68% حول متوسطه في الممارسة العملية. بالمقارنة، كانت مدة إنشاء السيرة الذاتية 0.09. بمعنى آخر، يمكن التنبؤ بالبناء بما يقرب من تسع مرات أكثر من قائمة انتظار الفرن.

الحل ليس معالجة حرارية أسرع - حيث تخضع أوقات الدورات لعلم المعادن، وليس لتفضيلات الإنتاجية. الحل هو جدولة الفرن المخصصة للبرامج المتكررة، وتجميع الدُفعات عبر البرامج لتحقيق أقصى استفادة من استخدام الفرن في كل دورة، ورؤية سعة الفرن في الوقت الفعلي-حتى يتمكن مديرو البرامج من اقتباس دورات التسليم بناءً على توفر الفرن الفعلي، وليس المفترض.

دعم تقلب الإزالة

إزالة هيكل الدعم لSLM الطباعة ثلاثية الأبعاد لأجزاء المركباتهي الخطوة الأكثر اعتمادًا على عامل التشغيل-في تسلسل المعالجة اللاحقة-والأكثر حساسية لهندسة الأجزاء. تستغرق عمليات الدعم التي يمكن الوصول إليها باستخدام الأدوات القياسية دقائق لإزالتها. قد تتطلب عمليات الدعم في المساحات الضيقة، أو على الجدران الرقيقة، أو في القنوات الداخلية أدوات متخصصة، أو عملًا يدويًا ممتدًا، أو حتى قطع EDM - يستغرق ساعات بدلاً من دقائق ويعرض خطر تلف السطح للجزء.

وجدت دراسة أجرتها EOS GmbH والجامعة التقنية في ميونيخ (2021) أن وقت إزالة الدعم لتجميعات كتيفة السيارات SLM يختلف بعامل 3.8× بين أسرع وأبطأ المشغلين الذين يقومون بنفس العملية. يُترجم هذا التباين مباشرةً إلى عدم القدرة على التنبؤ بدورة التسليم: فالجزء الذي يستغرق 45 دقيقة لحرمان مشغل واحد يستغرق ما يقرب من ثلاث ساعات مع مشغل آخر، ولا يتم إرسال أي رقم إلى العميل في عرض أسعار المهلة الأصلية.

يعد التصميم-لـ-التصنيع الإضافي-(DfAM) هو التخفيف الأساسي. الأجزاء المعاد تصميمها مع تقليل حجم الدعم،-الأجزاء المتدلية ذاتية الدعم، ونقاط مرفقات الدعم التي يمكن الوصول إليها تظهر باستمرار تخفيضات في وقت إزالة الدعم بنسبة 30-50% في تجربة إنتاج Sunhingstones. بالنسبة لبرامج السيارات المتكررة، تجري Sunhingstones مراجعة DfAM لجميع تصميمات الأجزاء الجديدة قبل تأهيل الإنتاج، وتستهدف على وجه التحديد كفاءة إزالة الدعم إلى جانب التحسين الهندسي.

إنتاجية فحص CMM

إن فحص آلة القياس الإحداثية (CMM) هو بوابة الجودة التي يجب أن يمر بها كل جزء معدني مطبوع ثلاثي الأبعاد في السيارة قبل الشحن. بالنسبة للبرامج ذات التفاوتات الصارمة في الأبعاد الحرجة المتعددة - النموذجية لمكونات السيارات الهيكلية - يمكن أن يستغرق قياس CMM لجزء واحد من ساعة إلى ساعتين، بما في ذلك التثبيت والقياس وإنشاء التقارير. في منشأة تحتوي على CMM واحد وبرامج متزامنة متعددة، يمكن لقائمة انتظار الفحص تمديد دورات التسليم بيوم عمل كامل أو أكثر.

الحل القابل للتطوير هو التحكم في العمليات الإحصائية (SPC). بمجرد أن تثبت عملية الإنتاج قدرة متسقة - يتم إثباتها عادةً بواسطة Cpk أكبر من أو يساوي 1.33 على الأبعاد الحرجة عبر دراسة القدرة المكونة من 30 جزءًا أو أكثر - 100%، يمكن استبدال فحص CMM بالفحص القائم على أخذ العينات- مع مراقبة SPC. توصلت ورقة بحثية نُشرت عام 2022 في Journal of Manufacturing Systems إلى أن الانتقال من فحص CMM بنسبة 100% إلى أخذ العينات المستندة إلى SPC-أدى إلى تقليل مساهمة وقت دورة الفحص بنسبة 64% في برنامج تصنيع إضافات السيارات المتكرر، مع عدم وجود زيادة في حالات الهروب الميداني.

إعادة العمل وإعادة-حلقات الفحص

إعادة العمل هو وضع فشل ما بعد المعالجة- الذي له التأثير الأكبر على وقت دورة التسليم، لأنه غير خطي: ​​الجزء الذي يتطلب إعادة العمل لا يفقد ببساطة الوقت اللازم لتنفيذ إعادة العمل - بل يفقد موقعه في كل قائمة انتظار تسليم (الفرن، CMM، التشطيب) ويجب-إعادة إدخالها، غالبًا في النهاية. يمكن أن يؤدي حدث إعادة العمل الذي يستغرق أربع ساعات من العمل الفعلي إلى إضافة أربعة إلى ثمانية أيام من الوقت المنقضي إلى دورة التسليم إذا أدى إلى إعادة -الانتظار في منشأة مقيدة.

إن أكثر وسائل التخفيف فعالية هي التحكم في العملية الأولية: التأكد من التحقق من صحة معلمات البناء وتصميم الدعم ودورة المعالجة الحرارية بشكل كافٍ قبل الإنتاج، مما يجعل أحداث إعادة العمل نادرة. بالنسبة لأجزاء مركبات الطباعة ثلاثية الأبعاد بنظام SLM، تستهدف شركة Sunhingstones تحقيق عائد أول- بنسبة 97% أو أعلى كمعيار للاستعداد للإنتاج. لا يتم إصدار البرامج التي لا يمكنها إثبات هذا الناتج في التأهيل إلى سلسلة الإنتاج، بغض النظر عن جودة الطباعة، لأن خطر إعادة العمل يمثل تعرضًا غير مقبول لدورة التسليم.

دراسة الحالة: تقليل وقت دورة التسليم لأجزاء المركبات التي تقوم بالطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLM في شركة Sunhingstones

في منتصف-2023، قام أحد موردي السيارات الألمانيين من المستوى الأول بالتعاقد مع شركة Sunhingstones لإنتاج سلسلة من النماذج الأولية لدعامات التعليق المصنوعة من الألومنيوم AlSi10Mg ثم نقل البرنامج إلى الإنتاج المتسلسل بمعدل 120 وحدة شهريًا. كانت دورة تسليم النموذج الأولي 18 يومًا - والتي قبلها العميل للتطوير ولكنه ذكر أنها غير مقبولة تجاريًا لتوريد السلسلة، حيث يتطلب خط التجميع دورة حد أقصى مدتها 10- أيام من الطلب حتى الاستلام.

تحليل وقت الدورة

أجرى فريق هندسة الإنتاج في Sunhingstones تحليلًا تفصيليًا لوقت الدورة لبرنامج النموذج الأولي، وقياس الوقت المنقضي لكل مرحلة:

إعداد البناء والجدولة: 1.5 يوم (بما في ذلك انتظار قائمة انتظار الجهاز لمدة يوم واحد)

بناء SLM: 1.2 يوم (28 ساعة بسماكة طبقة 40 ميكرومتر)

التهدئة وإزالة المسحوق: 0.4 يوم

المعالجة الحرارية (بما في ذلك قائمة انتظار الفرن): 3.1 يوم (دورة 0.5 يوم، قائمة انتظار 2.6 يوم)

إزالة الدعم: 1.8 يومًا (يدويًا ومتغيرًا)

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لأسطح الواجهة: 1.2 يوم

تفجير الخرزة: 0.3 يوم

فحص وتقرير CMM: 1.4 يوم (بما في ذلك حدث إعادة قياس واحد-)

تجميع الوثائق وإعداد الشحن: 0.8 يوم

الإجمالي: 11.7 يومًا بعد انتهاء -الوقت المنقضي للمعالجة من إجمالي 18.0 يومًا - 65% من الدورة. تمثل قائمة انتظار الفرن وحدها 14% من إجمالي وقت الدورة.

إجراءات التحسين

واستنادًا إلى التحليل، نفذت شركة Sunhingstones التغييرات التالية قبل إطلاق سلسلة الإنتاج:

جدولة الفرن المخصصة:تم حجز مكان ثابت لتخفيف الضغط مرتين في الأسبوع حصريًا لهذا البرنامج، مما أدى إلى إلغاء متوسط ​​قائمة الانتظار البالغة 2.6 يومًا. انخفض الوقت المنقضي للمعالجة الحرارية من 3.1 يومًا إلى 0.7 يومًا.

إعادة تصميم دعم DfAM:تم تعديل اتجاه البناء وتمت إعادة تصميم ثلاث ميزات لمرفقات الدعم لتصبح -ذاتية الدعم. تم تقليل وقت الإزالة اليدوية من 1.8 يومًا إلى 0.7 يومًا.

المعالجة الموازية:تم بدء فحص CMM على الأجزاء المكتملة من نفس الإصدار قبل انتهاء جميع الأجزاء من المعالجة اللاحقة-، مما يتيح بدء إنشاء الوثائق بالتوازي بدلاً من التسلسل. تم تقليل وقت تجميع الوثائق من 0.8 إلى 0.3 يوم.

مؤهل SPC:حددت دراسة القدرة المكونة من 30 جزءًا أن Cpk أكبر من أو يساوي 1.41 في جميع الأبعاد الثمانية الحرجة. انتقل فحص CMM إلى أخذ عينات بنسبة 20% مع مراقبة SPC. تم تقليل الوقت المنقضي للفحص من 1.4 يوم إلى 0.4 يوم.

حصيلة

تم تحقيق دورة تسليم إنتاج السلسلة: 9.2 يومًا في المتوسط، بحد أقصى 10.1 يومًا خلال الأشهر الستة الأولى من الإنتاج. كان التخلص من قائمة انتظار الفرن هو أكبر مساهم منفرد، حيث ساهم في 2.4 من التحسن البالغ 8.8-يوم. بلغ عائد التمريرة الأولى 98.3% عبر أول 720 وحدة تم إنتاجها.

النتيجة: تم تقليل دورة التسليم من 18 يومًا إلى 9.2 يومًا - انخفاض بنسبة 49%. تم تقليل الوقت المنقضي بعد المعالجة-من 11.7 يومًا إلى 5.8 يومًا. أولاً-حقق العائد 98.3% على 720 وحدة في سلسلة الإنتاج.

معايير الصناعة ومشهد تصنيع المواد المضافة للسيارات

تسارعت وتيرة اهتمام قطاع السيارات بالطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن بشكل ملحوظ منذ عام 2020. وفقًا لتقرير Wohlers لعام 2023، كانت صناعة السيارات أكبر قطاع للاستخدام النهائي-لتصنيع الإضافات المعدنية من حيث الإيرادات للسنة الثالثة على التوالي، وهو ما يمثل حوالي 22% من إجمالي إنتاج قطع التصنيع المعدنية المضافة. إن التحول من النموذج الأولي-فقط إلى تطبيقات الإنتاج المتسلسل يجري على قدم وساق، مع الأقواس الهيكلية، ومشعبات التبريد، ومكونات التعليق خفيفة الوزن من بين فئات الأجزاء الأكثر تأهيلاً.

IATF 16949:2016، معيار إدارة جودة السيارات، لا يحتوي حاليًا على متطلبات محددة -للتصنيع-مضافة، ولكن متطلباته العامة للتحكم في العمليات، وتأهيل العمليات الخاصة، وتحليل نظام القياس تنطبق جميعها على قطع غيار السيارات المعدنية ذات الطباعة ثلاثية الأبعاد والمعالجة اللاحقة-. يقوم عملاء السيارات بشكل متزايد بإلحاق AM-ملاحق جودة محددة لاتفاقيات جودة الموردين الخاصة بهم، مع تحديد متطلبات التحقق من صحة معلمات البناء، وإمكانية تتبع ما بعد المعالجة، ووثائق دورة التسليم.

لقد كان اتحاد مصنعي السيارات الأوروبيين (ACEA) وسلسلة توريد السيارات الأوروبية الأوسع مشاركين نشطين في تشكيل معايير التصنيع الإضافي من خلال المشاركة مع لجنة ASTM International's F42 ولجنة TC261 التابعة لـ ISO للتصنيع الإضافي. أبرزت ESTA (الجمعية الأوروبية للتدخين والتبغ) بشكل منفصل في إرشادات سلسلة التوريد الخاصة بها أن إمكانية تتبع التصنيع - والتي تعد وثائق ما بعد المعالجة عنصرًا أساسيًا - منها - أصبحت بشكل متزايد توقعًا غير قابل للتفاوض عبر قطاعات التصنيع الخاضعة للتنظيم، بما في ذلك السيارات. إن هذا الزخم عبر القطاعات-نحو سير عمل ما بعد المعالجة الموثق والقابل للتتبع-يرتبط ارتباطًا مباشرًا بمورديطباعة الأجزاء المعدنية للسيارات بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعادتسعى لبناء علاقات دائمة مع OEM.

تعمل شركة Sunhingstones على مواءمة تقديم خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد لمعادن السيارات مع مبادئ IATF 16949 وشهادة ISO 9001 ومتطلبات الجودة الخاصة بالعميل-. تعتمد التزامات دورة التسليم على فترات المرحلة المقاسة وجدولة الفرن الموثقة - ولا يُفترض أنها أفضل-أرقام الحالة - مما يضمن أن المهلة المحددة تعكس سير عمل الإنتاج الفعلي.

قائمة مرجعية عملية لتقييم-مخاطر ما بعد معالجة التسليم

عند تأهيل موفر خدمة طباعة معدنية ثلاثية الأبعاد لإنتاج سلسلة سيارات، تتناول الأسئلة التالية مباشرة مخاطر دورة تسليم ما بعد المعالجة-الموضحة في هذه المقالة:

هل يمتلك المورد سعة فرن مخصصة للبرامج المتكررة، أو هل تتم جدولة المعالجة الحرارية على أساس مشترك، -يأتي-أولًا-يخدم أولاً؟

هل يستطيع المورد تقديم بيانات زمنية مقاسة للمرحلة-بواسطة-المرحلة من البرامج الحالية، بدلاً من الإجماليات المقدرة؟

هل تم إجراء مراجعة DfAM من الجانب لتقليل حجم الدعم وتعقيد الإزالة؟

ما هو معدل النجاح الأول الموثق للمورد بالنسبة للسبيكة وهندسة الأجزاء المعنية؟

هل فحص CMM هو 100% لكل جزء، أم أن أخذ العينات المستندة إلى SPC-تم تأهيله للبرنامج؟

كيف يتعامل المورد مع إعادة العمل؟ هل هناك إجراء موثق لإعادة ترتيب الانتظار، وكيف يتم إبلاغ العميل بوقت إعادة العمل؟

هل تتضمن دورة التسليم المقتبسة جميع-خطوات المعالجة وتجميع الوثائق، أم وقت الإنشاء فقط؟

ما هو أداء المورد في التسليم في الوقت المحدد-لبرامج السيارات خلال الاثني عشر شهرًا السابقة؟

من المؤكد تقريبًا أن المورد الذي يمكنه الإجابة على كل هذه الأسئلة باستخدام البيانات المقاسة، بدلاً من التقديرات، قد استثمر في تصميم سير عمل ما بعد المعالجة- الذي يجعل الأداء المتسق لتسليم السيارات أمرًا ممكنًا. المورد الذي يقتبس دورة التسليم بناءً على وقت البناء وحده لم يفعل ذلك.

الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)

تعكس هذه الأسئلة المخاوف الأكثر شيوعًا التي يثيرها مهندسو السيارات ومديرو المشتريات عند تقييم التزامات دورة التسليم لقطع غيار السيارات ذات الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد - ومعالجة الفجوة بين المهل الزمنية المعلنة والفعلية الموضحة في افتتاحية هذه المقالة.

س 1: لماذا تكون المهلة المحددة لقطع غيار مركبات الطباعة ثلاثية الأبعاد SLM أطول من المتوقع في كثير من الأحيان؟

لأن معظم عروض أسعار المهلة الزمنية تعتمد بشكل أساسي على وقت البناء، وهو العنصر الأكثر وضوحًا وقابلية للتنبؤ به في دورة التسليم. ما بعد المعالجة -المعالجة الحرارية -، وإزالة الدعم، وتشطيب السطح، والفحص، والتوثيق - يمثل عادةً 55-65% من إجمالي وقت الدورة المنقضية، وتكون مدتها أكثر تغيرًا بشكل ملحوظ من البناء. إن المورد الذي يقتبس عشرة أيام بناءً على بناء مدته 28 ساعة دون مراعاة وقت انتظار الفرن، ومدة إزالة الدعم، وجدولة الفحص، يقلل بشكل منهجي من دورة التسليم.

س 2: ما هي أسرع دورة تسليم إجمالية واقعية لقطع غيار السيارات المعدنية ثلاثية الأبعاد المصنوعة من الألومنيوم أو الفولاذ؟

بالنسبة لمكونات AlSi10Mg الصغيرة إلى المتوسطة المصنوعة من الألومنيوم أو الفولاذ 316L مع متطلبات ما بعد المعالجة القياسية-، يمكن لخدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية جيدة التنظيم -إنجاز إجمالي 7 إلى 10 أيام من الطلب إلى الشحن بكميات منخفضة. ويتطلب تحقيق ذلك بشكل متسق جدولة مخصصة للفرن، وهندسة الدعم المحسنة لـ DfAM-، والفحص المؤهل لـ SPC-. بالنسبة للهندسة الأكثر تعقيدًا التي تتطلب HIP، أو الآلات الدقيقة، أو دورات المعالجة الحرارية الممتدة، فإن 12-16 يومًا يعد معيارًا أكثر واقعية. تتطلب برامج التيتانيوم والسبائك التفاعلية الأخرى عادةً ما بين 14 إلى 20 يومًا كحد أدنى.

س 3: كيف يؤثر وقت انتظار الفرن على دورات التسليم، وما الذي يمكن فعله حيال ذلك؟

يعد وقت انتظار الفرن دائمًا أكبر مصدر منفرد لتقلب دورة التسليم في برامج قطع غيار مركبات الطباعة ثلاثية الأبعاد SLM. في بيئات الأفران المشتركة-، يبلغ متوسط ​​وقت الانتظار من 1.5 إلى 3 أيام ويختلف بشكل كبير من أسبوع لآخر. الحل الأكثر فعالية هو اتفاقية جدولة الفرن المخصصة للبرامج المتكررة - وهي فتحة معالجة محجوزة تعمل على إيقاع ثابت، بشكل مستقل عن طلب البرامج الأخرى. تطبق Sunhingstones جدولة مخصصة لجميع برامج إنتاج سلسلة السيارات التي تزيد عن 30 وحدة شهريًا.

س4: هل يؤثر تصميم-التصنيع-المضاف-الإضافات (DfAM) على وقت دورة التسليم حقًا؟

إلى حد كبير، نعم. يحدد حجم الدعم بشكل مباشر وقت إزالة الدعم، وهو أكثر خطوات معالجة ما بعد -تغييرًا. توضح بيانات إنتاج Sunhingstones أن الأجزاء المحسنة لـ DfAM-تتطلب دائمًا وقت إزالة دعم أقل بنسبة 30-50% من نظيراتها ذات التوجه التقليدي. وجدت دراسة EOS/TU ميونيخ المذكورة في هذه المقالة تباينًا بمقدار 3.8× في وقت الإزالة بين المشغلين في نفس الجزء - DfAM يقلل كلاً من المتوسط ​​والتباين في ذلك الوقت. بالنسبة لبرامج السيارات ذات فترات التسليم الضيقة، فإن مراجعة DfAM قبل تأهيل الإنتاج ليست اختيارية؛ إنه نشاط للتخفيف من مخاطر التسليم.

س5: كيف تضمن شركة Sunhingstones التزامات دورة التسليم لقطع غيار السيارات المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد؟

تقتبس شركة Sunhingstones دورات التسليم بناءً على فترات المرحلة المقاسة من برامج إنتاج قابلة للمقارنة، وليس أفضل أرقام الحالات المقدرة. يتم تأكيد جدولة الفرن قبل الالتزام بالتسليم لأي برنامج يزيد عن 20 وحدة. يتم تقييم إنتاجية CMM مقابل حمل البرنامج الحالي، ويتم إكمال تأهيل SPC قبل إصدار السلسلة لجميع البرامج المتكررة. في-يتم تتبع أداء التسليم في الوقت المحدد لبرامج السيارات مقابل هدف 95% في-الوقت حتى تاريخ التسليم المحدد.

س6: ما الذي يجب أن أدرجه في طلب عرض الأسعار (RFQ) للحصول على تقدير دقيق لدورة التسليم لأجزاء مركبات الطباعة ثلاثية الأبعاد SLM؟

قم بتضمين ما يلي مع طلب عرض الأسعار الخاص بك: بيانات CAD كاملة في هندسة الإنتاج النهائية (وليس نموذجًا أوليًا مختلفًا)؛ تشطيب السطح المطلوب على كل سطح وظيفي؛ مواصفات المواد المطبقة وأي متطلبات للمعالجة الحرارية؛ وثائق الجودة المطلوبة (تقرير CMM، شهادة المواد، سجلات العملية)؛ الحجم السنوي أو الشهري؛ ومعدل التسليم المطلوب (أسبوعيًا،-نصف أسبوعيًا، وشهريًا). باستخدام هذه المعلومات، يمكن للمورد أن يقتبس دورة تسليم بناءً على تسلسل المعالجة الفعلي-المطلوب - وليس تقديرًا عامًا يغفل الخطوات التي تستغرق معظم الوقت.

الخلاصة: دورة التسليم هي العملية برمتها، وليس البناء فقط

لم يكن لدى مدير البرنامج في السيناريو الافتتاحي مشكلة في الطباعة. كان بناء SLM سريعًا ودقيقًا وفي الموعد المحدد. ما كان مفقودًا هو سير عمل ما بعد المعالجة- المصمم لمطابقة دورة التسليم التي يحتاجها العميل - وعرض أسعار دورة التسليم الذي يعكس الوقت الفعلي المنقضي لكل مرحلة، وليس فقط مدة إنشاء العنوان الرئيسي.

بالنسبة لسلاسل توريد السيارات، حيث تمثل دقة التسليم التزامًا تعاقديًا، ويؤدي تفويت النافذة إلى عواقب مالية حقيقية، يجب تصميم دورة تسليم أجزاء السيارة المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد بشكل متعمد مثل الأجزاء نفسها. وهذا يعني سعة الفرن المخصصة، وهندسة الدعم المحسنة لـ DfAM-، والفحص المؤهل لـ SPC-، والمعالجة المتوازية حيثما أمكن ذلك، والتزامات دورة التسليم المستندة إلى بيانات المرحلة المقاسة.

أثبتت شركة Sunhingstones في الإنتاج المتسلسل أن تقليل دورة التسليم من 18 يومًا إلى 9.2 يومًا يمكن تحقيقه دون تغيير عملية SLM أو السبائك أو تصميم الأجزاء - ببساطة عن طريق هندسة سير عمل ما بعد المعالجة- ليتوافق مع متطلبات عملاء السيارات. إذا كانت مؤسستك تواجه تحديات في دورة التسليم مع برنامج خدمة الطباعة المعدنية ثلاثي الأبعاد الحالي، أو تخطط لبرنامج جديد لقطع غيار مركبات الطباعة ثلاثية الأبعاد SLM وتحتاج إلى دعم واقعي لتخطيط وقت الدورة، فإن فريق هندسة الإنتاج في Sunhingstones متاح للمساعدة.

المراجع ومزيد من القراءة

أبلغت المصادر التالية البيانات والمحتوى الفني المذكور في هذه المقالة:

معهد فراونهوفر لتكنولوجيا الليزر (2022). قياس أداء تسليم التصنيع الإضافي في سلاسل توريد السيارات. فراونهوفر آي إل تي. www.ilt.fraunhofer.de/en/press/press-releases/2022-الإضافات-التصنيع-automotive-benchmarking.html

مركز تكنولوجيا التصنيع (2022). تقلب جدولة المعالجة الحرارية في التصنيع الإضافي: تحليل بيانات الإنتاج. إم تي سي كوفنتري. www.the-mtc.org/research/additive-التصنيع

ليو، Y. وآخرون. (2023). "تحليل دورة التسليم وتحليل وقت ما بعد المعالجة-في برامج تصنيع المواد المضافة للسيارات." المجلة الدولية لأبحاث الإنتاج، 61(14)، الصفحات . 4821–4838. doi.org/10.1080/00207543.2022.2129465

EOS GmbH والجامعة التقنية في ميونيخ (2021). تقلب المشغل في إزالة دعم SLM: دراسة وقت الإنتاج. التقرير الفني لـ EOS. www.eos.info/en/additive-التصنيع/البحث-التطوير

بارك، S. وآخرون. (2022). "استراتيجية الفحص المستندة إلى SPC- لمكونات السيارات الخاصة بالتصنيع الإضافي: وقت الدورة ونتائج الجودة." مجلة أنظمة التصنيع، 64، ص. 390–401. doi.org/10.1016/j.jmsy.2022.06.018

ووهلر أسوشيتس (2023). تقرير Wohlers 2023: الطباعة ثلاثية الأبعاد والتصنيع الإضافي - الحالة العالمية للصناعة. ووهلر أسوشيتس. تقرير www.wohlersassociates.com/wohlers-.

ASTM International - ASTM F3303: معيار التصنيع الإضافي - طرق المعالجة اللاحقة. www.astm.org/f3303.html

IATF 16949:2016. متطلبات نظام إدارة الجودة لإنتاج السيارات ومنظمات أجزاء الخدمة ذات الصلة. فرقة العمل الدولية للسيارات. www.iatfglobaloversight.org/iatf-16949/iatf-169492016

ACEA (رابطة مصنعي السيارات الأوروبية) - ورقة موقف حول التصنيع الإضافي في سلاسل توريد السيارات (2022). www.acea.auto/publication/position-صناعة الورق-المضافات-

ESTA (الجمعية الأوروبية للتدخين والتبغ) - إرشادات تتبع سلسلة التوريد وتوثيق التصنيع (2023). تمت الإشارة إليه لسياق تتبع التصنيع عبر القطاعات-. www.esta.org