Kako čas po-obdelave vpliva na celoten dobavni cikel kovinskih 3D-natisnjenih avtomobilskih delov?

Za vsakogar, ki dela s kovinskimi 3D-tiskanjem avtomobilskih delov v avtomobilski dobavni verigi, bo ta scenarij takoj odjeknil. Obljuba aditivnega izdelave - hitrejših iteracij načrtovanja, krajših časov priprave orodja,-proizvodnje kompleksne geometrije na zahtevo - je resnična in dobro-dokumentirana. Toda cikel dostave, ki ga izkusijo stranke, ni samo cikel tiskanja. To je cikel tiskanja plus odstranitev podpore, plus toplotna obdelava, plus končna obdelava površine, plus pregled in morebitna predelava, ki jo sprožijo obrobni rezultati. In v mnogih programih je ta druga polovica daljša od prve.

Ta članek natančno preučuje, kako naknadna{0}}obdelava prispeva k skupnemu času cikla dobave za 3D-natisnjene avtomobilske kovinske dele, identificira korake, pri katerih se najpogosteje izgubi čas, in se opira na objavljene industrijske raziskave in podatke o proizvodnji podjetja Sunhingstones, da bi razložil, kako je v praksi videti dobro-načrtovan delovni tok naknadne-obdelave. Razumevanje tega razmerja ni akademska vaja: v avtomobilskih dobavnih verigah, kjer lahko zamujeno dobavno obdobje sproži kazni za zaustavitev linije, se razlika med deset-dnevnim in devetnajst-dnevnim dobavnim časom meri v pogodbenih posledicah.

Anatomija cikla dostave kovinskega 3D-tiskanja

Celoten dobavni cikel za kovinske 3D-tiskane avtomobilske dele obsega pet zaporednih faz. Vsaka faza ima nominalno trajanje, ki odraža najboljši-primer izvedbe, in realno trajanje, ki odraža spremenljivost, čakalne vrste in predelave, ki se pojavljajo v praksi. Vrzel med tema dvema podatkoma je tisto, kjer se uspešnost dostave pridobi ali izgubi.

Faza 1: Priprava gradnje in načrtovanje

Preden se posamezna plast stopi, je treba dele usmeriti in ugnezditi v komori za gradnjo, izdelati in pregledati podporne strukture ter načrtovati gradnjo glede na razpoložljivo zmogljivost stroja. Za dele vozil s 3D-tiskanjem SLM priprava na gradnjo običajno traja štiri do osem ur inženirskega časa. Načrtovanje je odvisno od razpoložljivosti stroja: gradnja, ki se ne more začeti takoj, vstopi v čakalno vrsto, kar lahko v visoko-izkoriščenih objektih doda dva do pet dni celotnemu ciklu.

Primerjalna študija Fraunhoferjevega inštituta za lasersko tehnologijo (Fraunhofer ILT) iz leta 2022 je pokazala, da načrtovanje in priprava gradnje predstavljata povprečno 18 % celotnega časa dobave v 42 anketiranih programih za proizvodnjo dodatkov za avtomobile - delež, ki se je povečal na 28 % v obratih, ki delujejo nad 85-odstotno izkoriščenostjo strojev. Posledica tega je, da uporaba stroja, čeprav je komercialno zaželena, stisne medpomnilnik za razporejanje in poveča spremenljivost časa cikla.

Faza 2: Sama izdelava

Gradnja SLM je faza, ki je strankam najbolj vidna in se najpogosteje omenja v ponudbah dobaviteljev. Čas izdelave avtomobilskih 3D-natisnjenih kovinskih delov je odvisen od prostornine delov, števila plasti in števila delov, ugnezdenih na gradnjo. Reprezentativni nosilec ali komponenta ohišja iz aluminija AlSi10Mg z debelino sloja 30–60 μm se običajno zgradi v 8–24 urah. Konstrukcijske jeklene ali titanove komponente pri manjših debelinah plasti lahko trajajo 24–60 ur ali več.

Najpomembneje je, da je čas gradnje najbolj predvidljiv element cikla dostave. Trajanje gradnje SLM je deterministično, ko je datoteka za gradnjo pripravljena: ne spreminja se glede na razpoložljivost operaterja, načrtovanje peči ali rezultate pregledov. Ta predvidljivost daje dobaviteljem natančne podatke za fazo izdelave - in povzroči, da podcenjujejo skupni čas cikla, ker so faze po-izdelavi veliko manj predvidljive.

Faza 3: Naknadna-obdelava

Nak-obdelava je faza z največjo variabilnostjo in v večini programov največje skupno trajanje. Za dele vozil s 3D-tiskom SLM naknadna-obdelava običajno obsega:

Hlajenje in odstranjevanje prahu:2–8 ur, odvisno od velikosti dela in hitrosti hlajenja komore. Ni ga mogoče pospešiti brez tveganja toplotnega popačenja ali oksidacije reaktivnih zlitin.

Toplotna obdelava za lajšanje stresa:4–12 ur časa cikla, plus čas čakanja na razpoložljivost peči. V objektih z eno skupno pečjo se lahko čakalna vrsta podaljša za dva do štiri dni.

Žična EDM ali ročna odstranitev nosilca:30 minut do 8 ur na del, zelo odvisno od geometrije podpore in spretnosti operaterja. Najbolj spremenljiv in od dela-odvisen korak v zaporedju.

Površinska obdelava (peskanje, strojna obdelava ali elektropoliranje):1–4 ure na del za tipične avtomobilske komponente, dlje za dele z notranjimi kanali ali kompleksnimi zunanjimi profili.

Dimenzijski pregled (CMM):1–3 ure na del, plus čakalna vrsta za razpoložljivost CMM. Če so rezultati nepomembni, ponovna-meritev in pregled razpolaganja dodata dodaten čas.

Študija iz leta 2023, objavljena v International Journal of Production Research, je analizirala podatke o dobavnih ciklih iz 31 programov za proizvodnjo avtomobilskih dodatkov in ugotovila, da naknadna-obdelava predstavlja povprečno 58 % celotnega časa dobave. V programih, kjer je bil cikel gradnje 24 ur ali manj, je delež post{6}}obdelave presegel 70 %. Študija je opredelila čas v čakalni vrsti peči in odstranitev podpore kot dva največja posamezna dejavnika, ki skupaj predstavljata približno 35 % celotnega časa cikla v povprečnem programu.

Faza 4: Inšpekcija kakovosti in dokumentacija

Pregled dimenzij in dokumentacija o kakovosti se pogosto obravnavata kot zadnji korak naknadne-obdelave, vendar si zaslužita ločeno obravnavo, ker sta faza, ki bo najverjetneje ustvarila zanke predelave. Del, ki na koncu deset-dnevnega cikla ne opravi pregleda CMM, ne porabi samo dodatne ure: ponovno -vstopi v čakalno vrsto po-obdelave v katerem koli koraku, ki je potreben za obravnavo ne-skladnosti, kar potencialno doda nekaj dni skupnemu ciklu.

Zakovinski 3D tisk avtomobilskih delovdobavljen IATF 16949-reguliranim avtomobilskim strankam, so zahteve glede dokumentacije o kakovosti precejšnje: poročila o dimenzijah, potrdila o materialu, zapisi o procesu za vsak korak po-obdelave in sledljivost, ki povezuje vsak del z njegovimi izdelavami in serijskimi zapisi. Sestavljanje tega paketa dokumentacije po dejstvu - v nasprotju z zajemanjem v realnem času med proizvodnjo – lahko ciklu doda enega do dva dneva, tudi če so vsi deli skladni.

5. faza: Pakiranje, logistika in prejem kupca

Končna faza je najkrajša, vendar jo je najmanj nadzorovano: tranzitni čas od dobavitelja do naročnikovega objekta. Za avtomobilske programe z zahtevami za-pravočasno-dobavo je zanesljivost prevoza pomembna prav tako kot hitrost prevoza. Del, ki je odposlan 12. dan 14-dnevne obveznosti dobave, nima marže za izjemo logistike.

Štirje koraki post{0}}obdelave, ki najpogosteje podaljšujejo cikle dostave

Čas čakalne vrste toplotne obdelave

Od vseh korakov naknadne{0}}obdelave je čas toplotne obdelave najbolj dosledno podcenjen pri načrtovanju cikla dobave. Žarjenje za razbremenitev napetosti ni izbirno za dele vozil s 3D-tiskanjem SLM: zaostale napetosti v -zgrajenih aluminijastih in jeklenih komponentah SLM se lahko približajo ali presežejo mejo tečenja materiala, kar povzroči popačenje ali prezgodnjo utrujenost, če jih ne zdravimo. Sama obravnava traja štiri do dvanajst ur. Toda v objektu, kjer ena sama peč služi več programom, je čakalna vrsta pred katero koli gradnjo lahko dneve in ne ure.

Raziskava Manufacturing Technology Center (MTC, Združeno kraljestvo), objavljena leta 2022, je pokazala, da je variabilnost načrtovanja toplotne obdelave največ prispevala k nepredvidljivosti časovnega cikla dostave v programih aditivne proizvodnje, s koeficientom variacije (CV) 0.68 -, kar pomeni, da se je dejanski čas čakanja v peči v praksi spreminjal za 68 % okoli svojega povprečja. Za primerjavo, CV trajanja gradnje je bil 0,09. Z drugimi besedami, gradnja je skoraj devetkrat bolj predvidljiva kot čakalna vrsta peči.

Rešitev ni hitrejša toplotna obdelava - čase ciklov ureja metalurgija, ne prepustnost. Rešitev je namensko razporejanje peči za ponavljajoče se programe, serijsko združevanje v programih za čim večjo izkoriščenost peči na cikel in-vidnost zmogljivosti peči v realnem času, tako da lahko vodje programov navedejo dobavne cikle na podlagi dejanske in ne domnevne razpoložljivosti peči.

Variabilnost odstranjevanja podpore

Odstranitev nosilne konstrukcije zaSLM 3D tiskanje delov vozilaje najbolj-odvisen od operaterja korak v zaporedju naknadne-obdelave in najbolj občutljiv na geometrijo dela. Podpore, ki so dostopne s standardnim orodjem, se odstranijo v nekaj minutah. Podpore v zaprtih prostorih, na tankih stenah ali v notranjih kanalih lahko zahtevajo specializirano orodje, razširjeno ročno delo ali celo EDM rezanje -, ki traja več ur kot minut in predstavlja tveganje površinske poškodbe dela.

Študija EOS GmbH in Tehnične univerze v Münchnu (2021) je pokazala, da se čas odstranitve podpore za sklope avtomobilskih nosilcev SLM razlikuje za faktor 3,8× med najhitrejšim in najpočasnejšim operaterjem, ki izvajajo isto operacijo. Ta spremenljivost se neposredno prevede v nepredvidljivost dobavnega cikla: del, ki traja 45 minut, da prikrajša enega operaterja, pri drugem potrebuje skoraj tri ure, pri čemer nobena številka ni sporočena stranki v prvotni ponudbi dobave.

Oblikovanje-za-aditivno-proizvodnjo (DfAM) je primarna ublažitev. Deli, preoblikovani z zmanjšanim obsegom podpore, samo-nosijočimi previsi in dostopnimi pritrdilnimi točkami podpore dosledno kažejo zmanjšanje časa odstranitve podpore za 30–50 % v proizvodnih izkušnjah Sunhingstones. Za ponavljajoče se avtomobilske programe Sunhingstones izvaja DfAM pregled vseh novih zasnov delov pred kvalifikacijo proizvodnje, posebej cilja na učinkovitost odstranjevanja podpore poleg geometrijske optimizacije.

Prepustnost pregleda CMM

Kontrola koordinatnega merilnega stroja (CMM) je prehod kakovosti, ki ga mora prestati vsak 3D-natisnjen avtomobilski kovinski del pred odpremo. Za programe z ozkimi tolerancami na več kritičnih dimenzijah -, ki so značilne za strukturne avtomobilske komponente -, meritev CMM posameznega dela lahko traja eno do dve uri, vključno s pritrditvijo, meritvami in ustvarjanjem poročila. V objektu z enim CMM in več sočasnimi programi lahko pregledna čakalna vrsta podaljša dobavne cikle za cel delovni dan ali več.

Razširljiva rešitev je statistični nadzor procesov (SPC). Ko je proizvodni proces pokazal dosledno zmogljivost -, običajno dokazano s Cpk, večjim ali enakim 1,33 na kritičnih dimenzijah v študiji zmogljivosti 30 ali več delov, - 100% inšpekcijo CMM lahko nadomestite z inšpekcijo na podlagi vzorčenja-s spremljanjem SPC. Prispevek iz leta 2022 v Journal of Manufacturing Systems je ugotovil, da je prehod s 100-odstotnega pregleda CMM na vzorčenje, ki temelji na SPC-, zmanjšal prispevek cikla pregleda za 64 % v ponavljajočem se programu proizvodnje dodatkov za avtomobile, brez povečanja uhajanja na terenu.

Predelava in ponovno{0}}inšpekcijske zanke

Ponovna obdelava je način napake po-obdelave z največjim vplivom na čas dobavnega cikla, ker je nelinearen: del, ki zahteva predelavo, ne izgubi preprosto časa, potrebnega za izvedbo predelave - izgubi svoj položaj v vseh spodnjih čakalnih vrstah (peč, CMM, končna obdelava) in jih mora znova-vnesti, pogosto na koncu. Dogodek predelave, ki traja štiri ure dejanskega dela, lahko ciklu dostave doda štiri do osem dni pretečenega časa, če sproži ponovno -čakalno vrsto v omejenem objektu.

Najučinkovitejša ublažitev je predhodna kontrola procesa: zagotavljanje, da so parametri izdelave, zasnova podpore in cikel toplotne obdelave dovolj potrjeni pred proizvodnjo, da so predelave redke. Sunhingstones za dele vozil s 3D-tiskanjem SLM cilja na -izkoristek prvega prehoda 97 % ali več kot merilo pripravljenosti za proizvodnjo. Programi, ki ne morejo dokazati tega izkoristka v kvalifikaciji, niso sproščeni v serijsko proizvodnjo, ne glede na kakovost tiskanja, ker tveganje predelave predstavlja nesprejemljivo izpostavljenost cikla dostave.

Študija primera: Zmanjšanje časa dobave za 3D tiskanje delov vozila SLM pri Sunhingstones

Sredi-2023 je nemški avtomobilski dobavitelj Tier 1 angažiral Sunhingstones za proizvodnjo serije prototipov vzmetnih nosilcev iz aluminija AlSi10Mg in nato prešel program na serijsko proizvodnjo s 120 enotami na mesec. Začetni dobavni cikel prototipa je bil 18 dni -, kar je stranka sprejela za razvoj, vendar je izjavila, da je komercialno nesprejemljivo za serijsko dobavo, kjer je njihova montažna linija zahtevala največ 10-dnevni cikel od naročila do prejema.

Analiza časa cikla

Ekipa proizvodnega inženirja podjetja Sunhingstones je izvedla podrobno razčlenitev časa cikla na prototipnem programu, pri čemer je izmerila pretečeni čas za vsako fazo:

Priprava gradnje in načrtovanje: 1,5 dni (vključno z 1-dnevnim čakanjem v čakalni vrsti stroja)

Gradnja SLM: 1,2 dni (28 ur pri debelini sloja 40 μm)

Hlajenje in razpraševanje: 0,4 dni

Toplotna obdelava (vključno s čakalno vrsto v peči): 3,1 dni (cikel 0,5 dni, čakalna vrsta 2,6 dni)

Odstranitev podpore: 1,8 dni (ročno, spremenljivo)

CNC obdelava vmesnih površin: 1,2 dni

Peskanje: 0,3 dni

Pregled CMM in poročilo: 1,4 dni (vključno z enim ponovnim -meritvenim dogodkom)

Sestavljanje dokumentacije in priprava za pošiljanje: 0,8 dni

Skupaj: 11,7 dni po-pretečenega časa obdelave od skupno 18,0 dni - 65% cikla. Samo čakalna vrsta peči je predstavljala 14 % celotnega časa cikla.

Ukrepi za izboljšanje

Na podlagi analize je Sunhingstones pred začetkom serijske proizvodnje uvedel naslednje spremembe:

Namenski razpored peči:Fiksni termin za lajšanje stresa je bil rezerviran dvakrat na teden izključno za ta program, s čimer je odpravljena 2,6-dnevna povprečna čakalna vrsta. Pretečeni čas toplotne obdelave se je zmanjšal s 3,1 dni na 0,7 dni.

Preoblikovanje podpore DfAM:Usmerjenost zgradbe je bila spremenjena in tri funkcije podpornih priključkov so bile preoblikovane kot samonosne-. Čas ročne odstranitve se je zmanjšal z 1,8 dni na 0,7 dni.

Vzporedna obdelava:Inšpekcija CMM se je začela na dokončanih delih iz iste zgradbe, preden so vsi deli končali naknadno-obdelavo, kar je omogočilo, da se dokumentacija začne sestavljati vzporedno in ne zaporedno. Čas sestavljanja dokumentacije se je zmanjšal z 0,8 na 0,3 dni.

SPC kvalifikacija:30-delna študija zmogljivosti je pokazala, da je Cpk večji ali enak 1,41 na vseh osmih kritičnih dimenzijah. Pregled CMM je prešel na 20-odstotno vzorčenje s spremljanjem SPC. Čas pregleda se je zmanjšal z 1,4 dni na 0,4 dni.

Izid

Dosežen dobavni cikel serijske proizvodnje: povprečno 9,2 dni, z največ 10,1 dni v prvih šestih mesecih proizvodnje. Odprava čakalne vrste v peči je največ prispevala, kar je predstavljalo 2,4 od 8,8-dnevnega izboljšanja. Izkoristek prvega prehoda je znašal 98,3 % pri prvih 720 proizvedenih enotah.

Rezultat: Cikel dostave se je zmanjšal z 18 dni na 9,2 dni - kar je 49-odstotno zmanjšanje. Po-čas obdelave se je zmanjšal z 11,7 dni na 5,8 dni. Izkoristek prvega-prehoda 98,3 % pri 720 enotah v serijski proizvodnji.

Industrijski standardi in krajina proizvodnje avtomobilskih dodatkov

Ukvarjanje avtomobilskega sektorja s kovinskim 3D-tiskanjem se je od leta 2020 znatno pospešilo. Po Wohlersovem poročilu za leto 2023 je bila avtomobilska industrija že tretje leto zapored največji sektor končne uporabe za proizvodnjo kovinskih dodatkov po prihodkih, saj je predstavljala približno 22 % celotne proizvodnje kovinskih delov AM. Prehod s prototipov-samo na aplikacije serijske proizvodnje je v polnem teku, s strukturnimi nosilci, hladilnimi kolektorji in lahkimi komponentami vzmetenja med najbolj aktivno kvalificiranimi kategorijami delov.

IATF 16949:2016, standard za vodenje kakovosti v avtomobilski industriji, trenutno ne vsebuje specifičnih zahtev-proizvodnje-aditivov, vendar njegove splošne zahteve za nadzor procesa, posebno kvalifikacijo procesa in analizo merilnega sistema veljajo za kovinske 3D-tiskane avtomobilske dele in njihovo naknadno-obdelavo. Stranke v avtomobilskem sektorju vse pogosteje dodajajo AM{7}}posebne priloge o kakovosti svojim pogodbam o kakovosti z dobavitelji, ki določajo zahteve za validacijo parametrov izdelave, sledljivost po-obdelavi in ​​dokumentacijo o dobavnem ciklu.

Evropsko združenje proizvajalcev avtomobilov (ACEA) in širša evropska avtomobilska dobavna veriga sta bila dejavna udeleženca pri oblikovanju standardov za aditivno proizvodnjo prek sodelovanja z odborom F42 ASTM International in odborom TC261 ISO za aditivno proizvodnjo. ESTA (Evropsko združenje za kajenje in tobak) je v svojih smernicah za dobavno verigo ločeno poudarilo, da je sledljivost proizvodnje -, katere osrednji element je dokumentacija po-obdelavi -, čedalje bolj nedoločljivo pričakovanje v reguliranih proizvodnih sektorjih, vključno z avtomobilsko. Ta-medsektorski zagon v smeri dokumentiranih, sledljivih delovnih tokov-obdelave je neposredno pomemben za dobavitelje3D natisnjeni avtomobilski kovinski deliiščejo trajne odnose z OEM.

Sunhingstones usklajuje svoje storitve 3D-tiskanja avtomobilskih kovin z načeli IATF 16949, certifikatom ISO 9001 in-zahtevami glede kakovosti za stranke. Zaveze glede cikla dobave temeljijo na izmerjenih trajanjih faz in dokumentiranem načrtovanju peči - niso predpostavljene najboljše-številke primerov -, kar zagotavlja, da navedeni dobavni čas odraža dejanski delovni tok proizvodnje.

Praktični kontrolni seznam za ocenjevanje tveganja dostave po-obdelavi

Pri kvalificiranju ponudnika storitev 3D-tiskanja kovin za serijsko proizvodnjo avtomobilov se naslednja vprašanja neposredno nanašajo na tveganja cikla dostave po-obdelavi, opisana v tem članku:

Ali ima dobavitelj namensko zmogljivost peči za ponavljajoče se programe ali je toplotna obdelava načrtovana po principu deljene-prvi-prvi-meljenega?

Ali lahko dobavitelj zagotovi izmerjene podatke o ciklu-za-fazo iz obstoječih programov namesto ocenjenih skupnih vrednosti?

Ali je bil opravljen pregled DfAM, da bi zmanjšali obseg podpore in zapletenost odstranjevanja?

Kakšen je dobaviteljev dokumentiran izkoristek prvega-prehoda za zadevno zlitino in geometrijo dela?

Ali je inšpekcija CMM 100-odstotna na del ali je bilo vzorčenje na podlagi SPC-kvalificirano za program?

Kako dobavitelj ravna s predelavo? Ali obstaja dokumentiran postopek ponovne -vrste v čakalno vrsto in kako se čas ponovne obdelave sporoči stranki?

Ali navedeni dobavni cikel vključuje vse korake po-obdelave in sestavljanje dokumentacije ali samo čas gradnje?

Kakšna je dobaviteljeva -pravočasna dobava za avtomobilske programe v preteklih 12 mesecih?

Dobavitelj, ki lahko odgovori na vsa ta vprašanja z izmerjenimi podatki in ne z ocenami, je skoraj zagotovo vložil v zasnovo delovnega toka po-obdelave, ki omogoča dosledno učinkovitost dostave v avtomobilih. Dobavitelj, ki navaja dobavni cikel samo na podlagi časa gradnje, tega ni storil.

Pogosto zastavljena vprašanja (FAQ)

Ta vprašanja odražajo pomisleke, ki jih avtomobilski inženirji in vodje nabave najpogosteje porajajo pri ocenjevanju obveznosti cikla dostave za kovinske 3D-tiskane avtomobilske dele -, in obravnavajo vrzel med navedenimi in dejanskimi dobavnimi časi, opisano v uvodu tega članka.

V1: Zakaj je navedeni dobavni rok za SLM 3D tiskanje delov vozila tako pogosto daljši od pričakovanega?

Ker večina ponudb za dobavni rok temelji predvsem na času gradnje, ki je najbolj viden in predvidljiv element cikla dostave. Naknadna{1}}obdelava - toplotna obdelava, odstranitev podpore, površinska obdelava, pregled in dokumentacija - običajno predstavljajo 55–65 % celotnega pretečenega časa cikla, njegovo trajanje pa je bistveno bolj spremenljivo kot izdelava. Dobavitelj, ki navaja deset dni na podlagi 28-urne gradnje brez upoštevanja čakalne vrste v peči, trajanja odstranitve podpore in načrtovanja inšpekcijskih pregledov, sistematično podcenjuje dobavni cikel.

V2: Kateri je najhitrejši realistični skupni dobavni cikel za kovinske 3D-tiskane avtomobilske dele iz aluminija ali jekla?

Za majhne do srednje komponente iz aluminija AlSi10Mg ali jekla 316L s standardnimi zahtevami po-obdelavi lahko dobro-organizirana storitev 3D-tiskanja kovin doseže skupno 7–10 dni od naročila do odpreme pri majhnih količinah. Doseganje tega dosledno zahteva namensko načrtovanje peči, DfAM-optimizirano podporno geometrijo in SPC-kvalificiran pregled. Za bolj zapletene geometrije, ki zahtevajo HIP, natančno obdelavo ali podaljšane cikle toplotne obdelave, je 12–16 dni bolj realno merilo. Programi za titan in druge reaktivne zlitine običajno zahtevajo najmanj 14–20 dni.

V3: Kako čas v čakalni vrsti peči vpliva na cikle dostave in kaj je mogoče storiti glede tega?

Čas čakalne vrste v peči je dosledno največji posamezen vir variabilnosti dobavnih ciklov v programih delov vozil za 3D-tiskanje SLM. V skupnih-okoljih peči je čakalna vrsta v povprečju 1,5–3 dni in se iz tedna v teden močno razlikuje. Najučinkovitejša rešitev je namenska pogodba o načrtovanju peči za ponavljajoče se programe - rezervirana reža za zdravljenje, ki teče s fiksno kadenco, neodvisno od povpraševanja drugih programov. Sunhingstones izvaja namensko načrtovanje za vse avtomobilske serijske proizvodne programe nad 30 enot na mesec.

V4: Ali oblikovanje-za-aditivno-proizvodnjo (DfAM) res vpliva na čas dobave?

Pomenljivo, da. Količina podpore neposredno določa čas odstranitve podpore, ki je najbolj spremenljiv korak po-obdelavi. Podatki o proizvodnji podjetja Sunhingstones kažejo, da DfAM-optimizirani deli dosledno zahtevajo 30–50 % manj časa za odstranitev podpore kot konvencionalno usmerjeni ekvivalenti. Študija EOS/TU München, navedena v tem članku, je odkrila 3,8-kratno variacijo v času odstranitve med operaterji na istem delu - DfAM zmanjša povprečje in varianco tega časa. Za avtomobilske programe s tesnimi roki dobave pregled DfAM pred kvalifikacijo proizvodnje ni neobvezen; gre za dejavnost zmanjševanja tveganja dostave.

V5: Kako Sunhingstones jamči za zaveze dobavnega cikla za 3D-natisnjene avtomobilske kovinske dele?

Sunhingstones navaja dobavne cikle na podlagi izmerjenih faznih trajanj iz primerljivih proizvodnih programov, ne na ocenjenih najboljših-številkah. Načrtovanje peči je potrjeno, preden se sprejme obveznost dostave za kateri koli program nad 20 enot. Pretok CMM je ocenjen glede na trenutno obremenitev programa, kvalifikacija SPC pa je zaključena pred izdajo serije za vse ponavljajoče se programe. Uspešnost pravočasne-dostave za avtomobilske programe se meri glede na cilj 95 %-časa do navedenega datuma dostave.

V6: Kaj naj vključim v zahtevo za ponudbo (RFQ), da dobim natančno oceno dobavnega cikla za dele vozila s 3D-tiskanjem SLM?

V RFQ vključite naslednje: popolne podatke CAD v končni proizvodni geometriji (ne prototipna različica); zahtevana površinska obdelava na vsaki funkcionalni površini; veljavna specifikacija materiala in morebitna zahteva po toplotni obdelavi; zahtevana dokumentacija o kakovosti (poročilo CMM, potrdilo o materialu, zapisi o procesu); letni ali mesečni obseg; in zahtevano pogostost dostave (tedensko, dvo-tedensko, mesečno). S temi informacijami lahko dobavitelj navede cikel dostave na podlagi dejanskega zahtevanega zaporedja -obdelave - in ne splošne ocene, ki izpusti korake, ki vzamejo največ časa.

Zaključek: cikel dostave je celoten proces, ne le izdelava

Upravitelj programa v uvodnem scenariju ni imel težav s tiskanjem. Izdelava SLM je bila hitra, natančna in po urniku. Kar je manjkalo, je delovni tok naknadne-obdelave, zasnovan tako, da se ujema s ciklom dostave, ki ga je stranka potrebovala -, in ponudbo cikla dostave, ki odraža dejanski pretečeni čas vsake faze, ne le trajanja gradnje naslova.

Za avtomobilske dobavne verige, kjer je natančnost dostave pogodbena obveznost in ima zamujeno okno dejanske finančne posledice, mora biti dobavni cikel avtomobilskih delov s 3D-tiskanjem kovin zasnovan tako premišljeno kot deli sami. To pomeni namensko zmogljivost peči, DfAM-optimizirano geometrijo podpore, SPC-kvalificirano inšpekcijo, vzporedno obdelavo, kjer je to mogoče, in obveznosti cikla dobave, ki temeljijo na izmerjenih faznih podatkih.

Sunhingstones je v serijski proizvodnji dokazal, da je možno zmanjšanje dobavnega cikla z 18 dni na 9,2 dni doseči brez spreminjanja postopka SLM, zlitine ali zasnove delov - preprosto z načrtovanjem po-delovnega toka obdelave, da ustreza zahtevam avtomobilske stranke. Če se vaša organizacija sooča z izzivi v dobavnem ciklu z obstoječim programom storitev 3D-tiskanja kovin ali načrtuje nov program SLM 3D-tiskanja delov za vozila in potrebuje podporo pri načrtovanju realističnega cikla, je ekipa proizvodnega inženirja Sunhingstones na voljo za pomoč.

Reference in dodatno branje

Naslednji viri so posredovali podatke in tehnično vsebino, navedeno v tem članku:

Fraunhoferjev inštitut za lasersko tehnologijo (2022). Primerjava učinkovitosti dostave aditivne proizvodnje v avtomobilskih dobavnih verigah. Fraunhofer ILT. www.ilt.fraunhofer.de/en/press/press-releases/2022-additive-manufacturing-automotive-benchmarking.html

Proizvodno tehnološki center (2022). Variabilnost razporeda toplotne obdelave v aditivni proizvodnji: analiza podatkov o proizvodnji. MTC Coventry. www.the-mtc.org/research/additive-manufacturing

Liu, Y. et al. (2023). "Razčlenitev cikla dostave in analiza časa po-obdelave v programih za proizvodnjo avtomobilskih dodatkov." International Journal of Production Research, 61(14), str. 4821–4838. doi.org/10.1080/00207543.2022.2129465

EOS GmbH in Tehnična univerza v Münchnu (2021). Variabilnost operaterja pri odstranitvi podpore SLM: študija časa proizvodnje. Tehnično poročilo EOS. www.eos.info/en/additive-proizvodnja/raziskave-razvoj

Park, S. et al. (2022). »Strategija nadzora-na osnovi SPC za aditivno proizvodnjo avtomobilskih komponent: čas cikla in rezultati kakovosti.« Journal of Manufacturing Systems, 64, str. 390–401. doi.org/10.1016/j.jmsy.2022.06.018

Wohlers Associates (2023). Wohlersovo poročilo 2023: 3D-tiskanje in aditivna proizvodnja - Globalno stanje v industriji. Wohlers Associates. www.wohlersassociates.com/wohlers-poročilo

ASTM International - ASTM F3303: Standard za aditivno proizvodnjo - Metode naknadne obdelave. www.astm.org/f3303.html

IATF 16949:2016. Zahteve sistema vodenja kakovosti za avtomobilsko proizvodnjo in ustrezne organizacije servisnih delov. International Automotive Task Force. www.iatfglobaloversight.org/iatf-16949/iatf-169492016

ACEA (Evropsko združenje proizvajalcev avtomobilov) - Dokument o stališču o aditivni proizvodnji v avtomobilski dobavni verigi (2022). www.acea.auto/publication/position-proizvodnja-aditivov-papirja

ESTA (Evropsko združenje za kajenje in tobak) - Smernice za sledljivost dobavne verige in proizvodno dokumentacijo (2023). Navedeno za-kontekst sledljivosti medsektorske proizvodnje. www.esta.org