Onko post{0}}käsittely todella metallin 3D-tulostuksen kallein osa?

Useimmat ensi{0}}ostajat olettavat, että lasersintrauskone itsessään on metallin 3D-tulostuksen suurin kustannus. He ovat väärässä.

Tyypillisessä yhdestä alumiiniseoksesta valmistetun 3D-tulostetun osan jälkikäsittelyn osuus voi olla 40–50 % kokonaislaskusta (Wohlersin raportti 2024). Varsinainen tulostusvaihe on usein alle kolmanneksen. Tämä artikkeli antaa sinulle rehellisen, tietoihin perustuvan-erittelyn metallin 3D-tulostuksen kokonaiskustannuksista, paljastaa metallilisäaineiden valmistuksen piilokustannukset ja näyttää tarkalleen, miksi alumiiniseoksesta valmistettu 3D-tulostus on ainutlaatuinen kustannusprofiili. Näet myös, kuinka yksi asiakas käytti tätä tietoa leikatakseen kokonaiskulutustaan ​​31 %-ja kuinka sinä voit tehdä saman.

Ohjeellinen kustannusjakauma - alumiini AM-osa (yksi yksikkö)

Koneen valmistusaika: 32 %

Jälki{0}}käsittely: 45 %

Materiaali jauhe: 14%

Suunnittelu ja asennus: 9 %

Edustavia yksittäisiä-yksikkötietoja - Wohlers 2024 / Fraunhofer IAPT 2022. Erätuotanto siirtää jälkikäsittelyn osuuden noin 35–40 prosenttiin.

Metallisen 3D-tulostetun osan - kokonaiskustannusten erittely, ei vain rakennus

Metallin 3D-tulostuksen kokonaishinta koostuu neljästä kirkkaasta ämpäristä. Niiden ymmärtäminen on nopein tapa lopettaa liiallinen maksaminen.

Koneaika / rakennuskustannukset (lasertunnit, inerttikaasu, koneen poistot) - tämä on osa, jonka kaikki mainitsevat ensimmäisenä.

Materiaali (jauhehinta, virkistystaajuus ja jäte) - kalliimpi kuin luulet, koska alumiinijauhetta on käsiteltävä huolellisesti hapettumisen välttämiseksi.

Jälki-käsittely (koko ketju stressinpoistosta lopputarkastukseen) - oikea raha katoaa tähän.

Suunnittelu, asennus ja suunnittelu (DfAM-tarkistus, sisäkkäisyys, tukisuunnittelu) - usein aliarvioituja, mutta onnistumisen kannalta tärkeitä.

Tulostus on nopeaa. Viimeistely on paikka, jossa kello pyörii. McKinsey (2023) raportoi, että teollisuusmetallin AM-teollisuudessa pelkkä työ-jälkikäsittely on keskimäärin 3–4 kertaa koneen käyttöaika tunneissa.

Alumiiniseoksen 3D-tulostushinta osaa kohden on erityisen herkkä tälle jaolle. SLM-alumiiniosien viimeistelykustannuksista tulee usein hallitseva rivikohta, kun rakennus on valmis.

Miksi alumiiniseoksesta valmistettu 3D-tulostus on-keskimääräistä-korkeampi jälkikäsittely-

Alumiini käyttäytyy eri tavalla kuin titaani tai ruostumaton teräsmetallista 3D-tulostusta, ja tämä ero näkyy lähes kokonaan jälkikäsittelyssä.

Sekä AlSi10Mg että Al7075 vaativat tarkat jännitys-poistojaksot. Jos lämpötila tai jäähdytysnopeus on väärä, osa vääntyy.

Alumiinin luonnollinen oksidikerros vaikeuttaa liittämistä, tiivistämistä ja pinnoittamista paljon enemmän kuin muut metallit.

Alumiiniseostarvikkeiden 3D-tulostuksessa hyvin yleisen viimeistelyn anodisointi - - vaatii tiukasti kontrolloitua pinnan valmistelua. Ra-kohteilla on paljon enemmän merkitystä kuin teräksellä.

Alumiinilejeeringin ja 3D-tulostustekniikan yhdistelmäluo korkeamman pintahuokoisuuden kuin perinteinen valualumiini, joten toiminnalliset pinnat vaativat erityistä huomiota.

Kun anodisointi on määritetty -, kuinka se muuttaa kustannusyhtälöä

Anodisointi lisää huomattavaa lisäarvoa, koska as{0}}painettu pinta on saatettava tasaiseen Ra-arvoon ennen kuin prosessi voidaan aloittaa. Additive Manufacturing Journalissa vuonna 2023 julkaistussa artikkelissa todettiin, että toiminnallisia pintavaatimuksia vaativien alumiinisten AM-osien käsittelykustannukset ovat 25–35 % korkeammat kuin vastaavat titaaniosat -, vaikka raakaalumiinijauhe itsessään on halvempaa.

Alumiinin 3D-tulostuksen anodisointikustannuksista tulee siksi yksi helpoimmista vivuista, kun ymmärrät vaatimukset.

Jälki-käsittelyvaiheet, jotka maksavat eniten -, sijoittuivat

Tässä on tyypillisten alumiinisten AM-osien käytännön sijoitus:

Toiminnallisten pintojen CNC-työstö (30–40 % kokonais-jälkikäsittelykustannuksista) Kriittiset mitat ja tiivistyspinnat on työstettävä toleranssiin. Tämä vaihe on erittäin työ-- ja koneintensiivinen-.

Stressinpoisto/lämpökäsittely sertifioiduilla jaksotiedoilla Vaaditaan jokaiseen rakenneosaan. Sertifioitu dokumentaatio lisää kustannuksia, mutta siitä ei{1}} voida neuvotella monilla toimialoilla.

Pinnan viimeistely - puhallus, kiillotus, anodisointi Kustannukset vaihtelevat villisti riippuen valitsemastasi tarkasta Ra- ja kosmeettisista spesifikaatioista.

Tarkastus - CMM tai 3D-skannaus Asteikot, joissa on osan monimutkaisuus erän koon sijaan.

Tuen poistaminen ja manuaalinen puhdistus Usein aliarvioitu. Erittäin työvaltainen-monimutkainen geometria.

HIP (Hot Isostatic Pressing) Kallis per jakso, mutta kuluu hyvin, kun saavutat kohtalaisen volyymin.

Onko jälkikäsittely{0}}kallista metallin AM:ssä? Kyllä -, mutta suurin yksittäinen vipu on melkein aina määrittely, ei itse prosessi. Ostajat, jotka yli-määrittävät viimeistelyn ja toleranssin ei--kriittisillä pinnoilla, maksavat kirjaimellisesti tarkkuudesta, jota he eivät koskaan käytä.

Metallin AM kokonaistuotantokustannusten vähentäminen alkaa tästä.

Sunhingstones-tapaustutkimus: kuinka yksi alumiinitarvikeprojekti muuttui ylihinnoitetusta optimoidusta

Kuluttajaelektroniikan OEM-valmistaja oli hankinnassaAlumiiniseostarvikkeiden 3D-tulostus- rakennetuet ja-lämpöä hajottavat kannet - uudelle tuotelinjalle.

Edellisen toimittajan tarjousta hallitsi jälki{0}}käsittely: peili-kiillotus jokaiselle pinnalle, yksilöllinen CMM-tarkastus jokaisessa yksittäisessä osassa ja täydellinen anodisointi myös ei--sisäpinnoille.

Alumiinilejeeringin 3D-tulostuksen valmistajana Sunhingstonesin suunnittelutiimimme tarkasteli piirustuksia ja havaitsi, että 60 prosentilla pinta-alasta ei ollut toiminnallisia vaatimuksia kyseiselle viimeistelylle. Ehdotimme tarkistettua erittelyä: Ra 1.6 vain rakennepinnoille, Ra 3.2 muualle, erä-CMM (1 per 10 osaa) ja anodisointi rajoitetaan ulkopintoihin.

Tulos: 31 %:n alennus kokonaiskustannuksissa, ensimmäisen-tilauksen toimitusaika lyhenee 11 päivällä ja loppuasiakkaan kosmeettinen ulkonäkö pysyy muuttumattomana.

Vientiyhteiskuntaa varten Sunhingstones toimitti täydelliset materiaalien ja prosessien jäljitettävyyttä koskevat asiakirjat -, joita European Security Transport Associationin (ESTA)-yhdenmukaistetut hankintastandardit vaativat yhä enemmän rajat ylittäville teollisuustuotteille-. Metalli-3D-tulostustehtaamme Kiinassa toimittaa tukkumyyntiä alumiinista 3D-painettuja osia täydellisen dokumentaation kanssa.

Jälki-käsittely vs. konekustannukset: kumpaa sinun pitäisi ensin yrittää alentaa?

Kyllä - jälkikäsittely- on usein metallin AM:n suurin yksittäinen kustannuserä.

Mutta se on myös kaikkein sisälläsinunohjata. Koneen hinta määräytyy pitkälti tekniikan ja materiaalivalinnan mukaan. Jälki-käsittelykustannukset ovat suoraan määrittämiesi teknisten tietojen funktio.

Älykkäimmät ostajat eivät vain kysy "Voitko tulostaa tämän halvemmalla?" He kysyvät: "Mistä jälkikäsittelystä{0}} löydämme kustannukset menettämättä toimintaa?"

Fraunhofer IAPT (2022) havaitsi, että ennen ensimmäisen jauhekerroksen levittämistä tehdyt suunnittelu- ja spesifikaatiopäätökset voivat vaikuttaa jopa 60 prosenttiin alumiinin -jälkikäsittelykustannuksista.

Viisi käytännöllistä tapaa alentaa metallin 3D-tulostuksen kokonaiskustannuksia - tästä päivästä alkaen

Kartoita pintavaatimukset -, kaikki kasvot eivät tarvitse samaa viimeistelyä.

Pyydä toimittajaltasi DfAM-palautetta, ennen kuin rakennussuunta lukitaan.

Erota tilauksesi - käsittelyn jälkeen-asennuskustannukset kuolevat nopeasti useiden osien kesken.

Kysy, onko HIP todella sovelluskriittinen{0}}vai vain toimittajan oletusarvo.

Pyydä eritelty tarjous - mikä tahansa hyvämaineinen räätälöity alumiiniseoksesta valmistettu 3D-tulostustoimittaja voi suorittaa jälkikäsittelyn rivi riviltä.

Tavoite ei ole halvin tarjous -, se on paras hinta-laatusuhde siihen, mitä osasi todella tarvitsee.

FAQ

Onko jälkikäsittely{0}} todella metallin 3D-tulostuksen kallein osa?

Kyllä. Yksittäisten alumiiniosien osuus on tyypillisesti 40–50 % kokonaiskustannuksista

Kuinka paljon jälkikäsittely{0}}lisää metallisen 3D-tulostetun osan hintaan?

Yksittäisillä{0}}yksiköillä se voi lisätä 40–50 %. Erätuotannossa osuus putoaa yleensä 35–40 prosenttiin, kun asennuskustannukset jaetaan.

Miksi alumiinin 3D-tulostus on kallista viimeistellä muihin metalleihin verrattuna? Alumiinin luonnollinen oksidikerros, tarkan jännityksenpoiston tarve ja korkeampi pinnan huokoisuus SLM:n jälkeen johtavat kaikki ylimääräisiin viimeistelyvaiheisiin - varsinkin, kun tarvitaan anodisointia.

Miten alumiiniseoksen ja 3D-tulostusteknologian yhdistelmä on verrattuna CNC:hen kustannusten suhteen?

Monimutkaisille, pieni{0}}--keskikokoisille geometrioille, joissa on sisäisiä ominaisuuksia, metalli 3D-tulostus on yleensä halvempaa kuin CNC. Tasatulos{4}} riippuu suuresti osan monimutkaisuudesta ja jälkikäsittelyn vaatimuksista.

Mitä jälkikäsittelyä{0}}3D-tulostettu alumiinitarvike yleensä tarvitsee?

Stressinpoisto/lämpökäsittely, tuen poisto, pinnan viimeistely (puhallus/kiillotus/anodisointi) ja tarkastus (CMM tai 3D-skannaus).

Kuinka saan halvemman tarjouksen metallista 3D-tulostukseen laadun heikkenemättä?

Noudata yllä olevia viittä käytännön vaihetta ja pyydä aina täysin eritelty erittely. Säästöt syntyvät melkein aina älykkäämmistä teknisistä tiedoista sen sijaan, että ne leikkaavat rakennusvaiheita.

Viitteet

Wohlersin raportti 2024 - wohlers.com

McKinsey & Company: "Additive Manufacturing: The Next Revolution in Industrial Manufacturing" (2023) - mckinsey.com

Fraunhofer IAPT: "Kustannusrakenteet metallilisäaineiden valmistuksessa" (2022) - iapt.fraunhofer.de

Additive Manufacturing Journal: "Jälkeen{0}}käsittelyn kustannusten vertailu metallien AM-materiaalien välillä" (2023) - sciencedirect.com/journal/additive-manufacturing

ISO/ASTM 52904: Additive Manufacturing Process Documentation - iso.org

ASTM B209: Standardivaatimukset alumiinille ja alumiinille-seoslevylle ja -levylle - astm.org

America Makes & ANSI AMSC AM Standardization Roadmap v2.0 - america-makes.us

European Security Transport Association (ESTA): rajat ylittävät-teollisuuden toimitusketjun vaatimustenmukaisuuspäivitykset - esta-cash.eu