Mikä on metallisten 3D-tulostusmuottien ylläpitokustannukset?

一, Laitteiden ylläpitokustannukset: täysi investointi laitteistosta ohjelmistoon
1. Keskeisten osien kuluminen ja muodonmuutos sekä laitteiden poistot
Metalliset 3D-tulostuslaitteet, kuten SLM- ja EBM-teknologialaitteet, ovat erittäin kalliita. Parhaat mallit voivat maksaa miljoonia juaneja, ja poistot muodostavat suuren osan ylläpitokustannuksista. Esimerkiksi Platinum BLT-S800:ssa on 8 laseria, -tarkkuuspeilit, tyhjiökammiot ja muita tärkeitä osia. Laserit (jotka kestävät noin 20 000 tuntia) ja peilit (jotka kestävät noin 50 000 tuntia) ovat kaksi keskeistä osaa, jotka on vaihdettava säännöllisesti pitkän{12}}käytön jälkeen. Lentokoneosien valmistajan tapaustutkimus osoittaa, että ydinosien vaihtaminen maksaa 40 % yhden laitteen vuosittaisista ylläpitokustannuksista ja laserien vaihto maksaa yli 60 % kaikkien osien kokonaiskustannuksista.

2. Älykäs hallinta ja ylläpito, joka pysäyttää ongelmat ennen kuin ne tapahtuvat
Yritysten on perustettava ennaltaehkäisevä huoltojärjestelmä, jolla vähennetään tappioita äkillisistä vioista, jotka aiheuttavat seisokkeja. Esimerkiksi IoT-anturit voivat pitää silmällä laitteen lämpötilaa, tärinää, tehoa ja muita tekijöitä reaaliajassa, ja tekoälyalgoritmit voivat käyttää näitä tietoja arvaamaan, milloin ongelmia saattaa ilmetä. Eräs autojen muotteja valmistava yritys leikkasi laitteiston hajoamiskertoja 35 % ja ylläpitokustannuksia 20 % tämän tekniikan käytön jälkeen. Myös laitteiden yhteiskäyttöjärjestelmien, kuten 3D Systemsin On Demand Manufacturing -verkoston, kasvu on helpottanut yksittäisten laitteiden ylläpitokustannusten jakamista kokoamalla yhteen huoltohenkilöstöä.

3. Ohjelmiston päivittäminen ja tietojen säilyttäminen turvassa
Metallin 3D-tulostus vaatii suunnitteluohjelmiston (kuten SolidWorks tai Magics) ja viipalointiohjelmiston (kuten Autodesk Netfabb). Näiden ohjelmien lisensoinnin ja päivittämisen hinta tulisi sisällyttää ylläpitobudjettiin. Lääketieteellisiä implantteja valmistavan yrityksen tapaustutkimus osoittaa, että ohjelmistopäivityskustannukset muodostavat noin 15 % vuotuisista ylläpitokustannuksista. Päivityksen jälkeen painoprosessin parantaminen voi kuitenkin lisätä materiaalin käyttöä 10 %, mikä voi auttaa kattamaan osan kustannuksista. Samaan aikaan rahan käyttäminen tietosuojaan (kuten salattu tiedonsiirto ja pilvivarmuuskopiointi) on myös implisiittinen kustannus, jota ei voida jättää huomiotta, varsinkin alueilla, jotka vaativat paljon turvallisuutta, kuten ilmailuala.

2, Materiaalien hallintakustannukset: koko prosessin tekeminen ostosta kierrätykseen mahdollisimman tehokkaaksi
1. Metallijauheen toimitusketjun hinta ja vakaus
Päämateriaali 3D-tulostusmuottien valmistuksessa on metallijauhe. Sen hintaan vaikuttavat suuresti muun muassa muutokset raaka-ainemarkkinoilla, tuotantotavat ja puhtauskriteerit. Esimerkiksi titaaniseosjauhe saattaa maksaa kymmeniä kertoja enemmän kuin tavalliset muovimateriaalit. Myös eri toimittajien muutokset partikkelikokojakaumassa ja juoksevuudessa voivat aiheuttaa painolaadun vaihtelua. Tietyn lentokoneen moottorin terämuottiprojektin tapaustutkimus paljastaa, että pitkäaikaisten-sopimusten solmiminen toimittajien kanssa, jauhehintojen lukitseminen ja hankintaerien optimointi alensivat materiaalikustannuksia 18 %.

2. Jauheen käyttönopeus ja sen kierrätystekniikka
Ennen kierrätystä metallien 3D-tulostuksessa käytetty sulamaton jauhe on seulottava, kuivattava ja käsiteltävä muilla tavoilla. Mutta tavaroiden kierrättäminen useammin kuin kerran tekee hiukkasista suurempia ja lisää happea, mikä voi vahingoittaa tulostuksen laatua. Tietty autojen liitosmuottien valmistaja käyttää suljetun-silmukan jauheenhallintajärjestelmää, joka seuraa jauheen tilaa reaaliajassa ja muuttaa automaattisesti kierrätyssuhdetta. Tämä nostaa jauheen käyttöastetta 75 %:sta 92 %:iin ja alentaa yksittäisen muotin materiaalikustannuksia 25 %. Myös uudet tavat valmistaa jauheita, kuten kaasusumutus, voivat tehdä jauheista pallomaisempia, mikä vähentää roiskeita tulostuksen aikana ja tekee niistä entistä parempia.

3. Apukaasun ja -energian käytön kustannukset
Jotta metalli ei ruostu, 3D-tulostus on tehtävä inertissä kaasuympäristössä, kuten argonissa. Argonkaasun hinta on 5–15 % koko tulostuskustannuksista, ja kuinka paljon sitä käytetään, riippuu tulostusprosessista ja laitteiston tiivistämisestä. Muuttamalla tulostusasetuksia, kuten ohuempia kerroksia ja nopeampaa skannausnopeutta, tietty alumiiniseosmuottiprojekti leikkasi argonkaasun käyttöä 30 %. Samaan aikaan energiaa säästävien laitteiden, kuten EBM-tulostimien, joissa on energian talteenottojärjestelmä, käyttö voi auttaa alentamaan energiakustannuksia. Tapaustutkimus osoittaa, että yksittäisen muotin energiankulutuskustannukset ovat 40 % pienemmät verrattuna perinteisiin laitteisiin.

3, Prosessin optimoinnin kustannukset: Lean hallinta parametrien muuttamisesta laadun valvontaan
1. Parhaiden prosessiparametrien ja kustannusten löytäminen asioiden kokeilemiseen
Metallisella 3D-tulostuksen laatuun ja hintaan vaikuttavat suoraan esimerkiksi laserteho, skannausnopeus ja kerrospaksuus. Lentokoneturbiinilevyn muotin valmistusprojektin alussa tulostusvirheprosentti oli jopa 30 %, koska parametreja ei määritetty oikein. Jokainen muotin kokeilu ja virhe maksoivat yli 50 000 yuania. Yritys on leikannut yritys- ja erehdyskulut alle 5 prosenttiin käyttämällä tekoälyprosessin optimointiratkaisuja, kuten 3D-ratkaisujen Kuva 4 Tuotantojärjestelmä. Samaan aikaan tulostustehokkuus on noussut 20 %.

2. Jälkikäsittelyn-kulut ja automatisoinnin päivityskustannukset
Metalliset 3D-tulostusmuotit on usein käsiteltävä niiden valmistuksen jälkeen, mikä voi sisältää lämpökäsittelyn, CNC-tarkkuuskoneistuksen ja kiillotuksen. Nämä vaiheet voivat lisätä 15–30 prosenttia muotin kokonaiskustannuksiin. Yksi autojen ruiskumuotteja valmistava yritys on lyhentänyt muottien viimeistelyyn kuluvaa aikaa 72 tunnista 24 tuntiin ja leikannut työkustannuksia 60 % lisäämällä automaattisia jälkikäsittelylinjoja, kuten viisi-akselista CNC-työstökonetta ja robottikiillotusjärjestelmiä. In-in situ -seurantatekniikan, kuten infrapunakameroiden ja sulamisaltaan antureiden, käyttö voi myös löytää tulostusvirheet välittömästi, mikä vähentää jälkikäsittelyn uudelleenkäsittelyn tarvetta.

3. Testauksen ja laadunvalvonnan kustannukset
Metallien 3D-tulostusmuottien laadun tarkistamiseen tarvitset erittäin tarkkoja työkaluja, kuten CT-skannaus- ja koordinaattimittauslaitteita. Nämä työkalut muodostavat 10–20 % kaikista ylläpitokustannuksista. Digitaalinen laadunhallintajärjestelmä (kuten QMS-ohjelmisto) on perustettu tiettyä lääketieteellistä implanttimuottiprojektia varten. Tämä järjestelmä kerää ja analysoi tunnistustiedot automaattisesti, mikä nopeuttaa prosessia 50 %. Tilastollinen prosessinohjaus (SPC) on myös vähentänyt vikojen määrää 2 prosentista 0,5 prosenttiin.

4, Ympäristövalvonnan kustannukset: investoinnit vaatimustenmukaisuuteen lämpötilan ja kosteuden pitämisestä vakaana roskien poistamiseen
1. Tuotantoympäristön ja laitosinvestointien vaatimukset
Metalli 3D-tulostus vaatii erittäin erityiset lämpötila-, kosteus- ja puhtausolosuhteet. Se tarvitsee myös sellaisia ​​työpajoja, joissa on tasainen lämpötila ja kosteus sekä ilmanpuhdistuslaitteet. Eräs huippuluokan räätälöityjä autoja valmistava yritys teki tapaustutkimuksen ja havaitsi, että sen 3D-tulostuspajan ympäristönhallintakustannukset ovat 12 % vuotuisista ylläpitokustannuksista. Kuitenkin optimoimalla konepajan ulkoasua (esim. käyttämällä paikallisia puhdistusyksiköitä) ja älykkäitä lämpötilansäätöjärjestelmiä energiankäyttö on laskenut 25 %.

2. Roskat eroon ja ympäristösääntöjen noudattaminen
Ympäristösääntöjen noudattamiseksi metallin 3D-tulostuksen roskat, kuten sulamaton jauhe ja tukirakenteet, on lajiteltava ja kierrätettävä. Tietty lentokoneen muottivalmistaja on asettanut mekanismin kierrättämään ja käyttämään uudelleen 95 % metallijauheesta ja 80 % tukikomponenteista. Se työskentelee myös asiantuntevien ympäristönsuojeluyritysten kanssa päästäkseen eroon vaarallisista jätteistä, mikä alentaa vaatimustenmukaisuuskustannuksia 30 % vuosittain.