Kakšni so stroški vzdrževanja kovinskih kalupov za 3D tiskanje?

一, Stroški vzdrževanja opreme: celotna naložba od strojne do programske opreme
1. Obraba in obremenitev ključnih delov in amortizacija opreme
Kovinska oprema za 3D tiskanje, kot je tehnološka oprema SLM in EBM, je zelo draga. Najboljši modeli lahko stanejo na milijone juanov, stroški amortizacije pa predstavljajo velik del stroškov vzdrževanja. Na primer, Platinum BLT-S800 ima 8 laserjev, visoko{6}}natančna zrcala, vakuumske komore in druge pomembne dele. Laserji (zdržijo približno 20.000 ur) in zrcala (zdržijo približno 50.000 ur) sta ključna dela, ki ju je treba po dolgotrajni-rabi redno menjati. Študija primera proizvajalca letalskih delov dokazuje, da zamenjava osnovnih delov stane 40 % letnih stroškov vzdrževanja ene naprave, zamenjava laserjev pa več kot 60 % celotnih stroškov vseh delov.

2. Pametno upravljanje in vzdrževanje, ki ustavi težave, preden se pojavijo
Podjetja morajo vzpostaviti sistem preventivnega vzdrževanja, da zmanjšajo izgube zaradi nenadnih okvar, ki povzročijo izpade. Senzorji interneta stvari lahko na primer spremljajo temperaturo, vibracije, moč in druge dejavnike naprave v realnem času, algoritmi umetne inteligence pa lahko uporabijo te podatke, da ugibajo, kdaj se lahko pojavijo težave. Določeno podjetje, ki izdeluje kalupe za avtomobile, je po uporabi te tehnike zmanjšalo število okvar opreme za 35 % in stroške vzdrževanja za 20 %. Poleg tega je rast sistemov za skupno rabo naprav, kot je On Demand Manufacturing mreža 3D Systems, olajšala delitev stroškov vzdrževanja posameznih naprav z združevanjem vzdrževalca.

3. Posodabljanje programske opreme in varovanje podatkov
3D-tiskanje kovin zahteva programsko opremo za načrtovanje (kot je SolidWorks ali Magics) in programsko opremo za rezanje (kot je Autodesk Netfabb). Cena licenciranja in nadgradnje teh programov naj bo vključena v proračun vzdrževanja. Študija primera podjetja, ki izdeluje medicinske vsadke, dokazuje, da stroški nadgradnje programske opreme predstavljajo približno 15 % celotnih letnih stroškov vzdrževanja. Vendar pa lahko po nadgradnji izboljšanje postopka tiskanja poveča porabo materiala za 10 %, kar lahko pomaga pokriti del stroškov. Hkrati je poraba denarja za zaščito podatkov (kot je šifriran prenos in varnostno kopiranje v oblak) tudi implicitni strošek, ki ga ni mogoče spregledati, zlasti na področjih, ki potrebujejo veliko varnosti, kot je letalstvo.

2, Stroški upravljanja z materiali: čim bolj učinkovit celoten proces od nakupa do recikliranja
1. Cena in stabilnost dobavne verige kovinskega prahu
Glavni material, ki se uporablja za izdelavo kalupov za 3D tiskanje, je kovinski prah. Na njegovo ceno močno vplivajo stvari, kot so spremembe na trgu surovin, proizvodne metode in merila čistosti. Na primer, prašek iz titanove zlitine lahko stane desetkrat več kot običajni plastični materiali. Tudi spremembe v porazdelitvi velikosti delcev in pretočnosti pri različnih dobaviteljih lahko povzročijo razliko v kakovosti tiskanja. Študija primera določenega projekta oblikovanja lopatic letalskega motorja razkriva, da podpisovanje dolgoročnih-pogodb z dobavitelji, zaklepanje cen prahu in optimizacija nabavnih serij zniža stroške materiala za 18 %.

2. Hitrost uporabe prahu in tehnologija za njegovo recikliranje
Pred recikliranjem je treba nestopljen prah, ki se uporablja pri 3D tiskanju kovin, presejati, posušiti in obdelati na druge načine. Toda večkratno recikliranje bo povečalo delce in dodalo več kisika, kar lahko poslabša kakovost tiskanja. Določen proizvajalec kalupov za avtomobilske konektorje uporablja-sistem za upravljanje prahu z zaprto zanko, ki v realnem času spremlja stanje prahu in samodejno spreminja razmerje recikliranja. To poveča izkoristek prahu s 75 % na 92 ​​% in zniža stroške materiala za posamezen kalup za 25 %. Poleg tega lahko z novimi načini izdelave praškov, kot je razprševanje s plinom, naredimo prah bolj sferične oblike, kar zmanjša brizganje med tiskanjem in jih naredi še boljše.

3. Stroški pomožne porabe plina in energije
Da kovina ne rjavi, mora biti 3D-tiskanje izvedeno v okolju inertnega plina, kot je argon. Stroški plina argona predstavljajo 5 % do 15 % celotnih stroškov tiskanja, koliko ga boste porabili, pa je odvisno od procesa tiskanja in tega, kako dobro je oprema zatesnjena. S spremembo nastavitev tiskanja, kot je tanjšanje plasti in hitrejše skeniranje, je določen projekt kalupa za aluminijeve zlitine zmanjšal porabo plina argona za 30 %. Hkrati lahko uporaba-naprav za varčevanje z energijo, kot so tiskalniki EBM s sistemi za obnavljanje energije, pomaga znižati stroške energije. Študija primera dokazuje, da se stroški porabe energije za posamezen kalup zmanjšajo za 40 % v primerjavi s konvencionalno opremo.

3, Stroški optimizacije procesa: vitko upravljanje od spreminjanja parametrov do nadzora kakovosti
1. Iskanje najboljših procesnih parametrov in stroškov za preizkušanje stvari
Na kakovost in stroške 3D tiskanja s kovino neposredno vplivajo stvari, kot so moč laserja, hitrost skeniranja in debelina plasti. Na začetku projekta izdelave kalupa za letalski turbinski disk je bila stopnja napak tiskanja kar 30 %, ker parametri niso bili pravilno določeni. Posamezen poskus in napaka plesni sta stala več kot 50.000 juanov. Podjetje je zmanjšalo stroške poskusov in napak na manj kot 5 % z uporabo rešitev za optimizacijo procesov umetne inteligence, kot je 3D rešitve Slika 4 Proizvodni sistem. Hkrati se je učinkovitost tiskanja povečala za 20 %.

2. Stroški naknadne-obdelave in avtomatizacije nadgradnje
Kovinske kalupe za 3D-tiskanje je treba po izdelavi pogosto obdelati, kar lahko vključuje toplotno obdelavo, CNC natančno obdelavo in poliranje. Ti koraki lahko dodajo 15 % do 30 % celotnemu strošku kalupa. Eno podjetje, ki izdeluje kalupe za brizganje avtomobilov, je skrajšalo čas, potreben za dokončanje kalupov, z 72 ur na 24 ur in zmanjšalo stroške dela za 60 % z dodajanjem avtomatiziranih linij za naknadno-obdelavo, kot so pet{9}}osna CNC strojna orodja in robotski sistemi za poliranje. Uporaba-tehnologije spremljanja na kraju samem, kot so infrardeče kamere in senzorji talilnega bazena, lahko prav tako takoj odkrije napake pri tiskanju, kar zmanjša potrebo po ponovni-obdelavi.

3. Stroški testiranja in kontrole kakovosti
Za preverjanje kakovosti kovinskih kalupov za 3D tiskanje potrebujete zelo natančna orodja, kot so CT skeniranje in instrumenti za merjenje koordinat. Ta orodja predstavljajo 10 do 20 % celotnih stroškov vzdrževanja. Digitalni sistem vodenja kakovosti (kot je programska oprema QMS) je bil vzpostavljen za poseben projekt kalupa za medicinske vsadke. Ta sistem samodejno zbira in analizira podatke o zaznavi, kar pospeši postopek za 50 %. Statistična kontrola procesov (SPC) je tudi zmanjšala stopnjo napak z 2 % na 0,5 %.

4, Stroški okoljskega nadzora: naložbe v skladnost, od ohranjanja stabilne temperature in vlažnosti do odstranjevanja smeti
1. Zahteve za proizvodno okolje in investicije v objekte
Kovinsko 3D tiskanje potrebuje zelo posebne pogoje za temperaturo, vlažnost in čistočo. Potrebuje tudi stvari, kot so delavnice s stalno temperaturo in vlažnostjo ter opremo za čiščenje zraka. Visoko{3}}podjetje za avtomobile po meri je opravilo študijo primera in ugotovilo, da stroški okoljskega nadzora njegove delavnice za 3D-tiskanje znašajo 12 % skupnih letnih stroškov vzdrževanja. Z optimizacijo postavitve delavnice (na primer z uporabo lokalnih čistilnih enot) in pametnimi sistemi za nadzor temperature pa se je poraba energije zmanjšala za 25 %.

2. Odstranjevanje smeti in upoštevanje okoljskih pravil
Da bi sledili okoljskim pravilom, je treba ostanke kovinskega 3D-tiskanja, kot so nestaljeni prah in podporne strukture, razvrstiti in reciklirati. Določen izdelovalec kalupov za letala je vzpostavil mehanizem za recikliranje in ponovno uporabo 95 % kovinskega prahu in 80 % podpornih komponent. Prav tako sodeluje s strokovnjaki za varstvo okolja, da se znebi nevarnih odpadkov, kar vsako leto zniža stroške usklajevanja za 30 %.