Kuinka selvittää, sopiiko komponentti metallitulostuksella?

1. Geometrinen monimutkaisuus: perinteisen valmistuksen fyysisten rajojen ylittäminen
Metalli 3D -tulostuksen pääetu on, että se voi tehdä monimutkaisia ​​geometrisiä muotoja, joita muut menetelmät eivät voi. Metallitulostus on paras vaihtoehto, kun osassa on seuraavat ominaisuudet:
Virtauskanavan parantaminen sisällä: Esimerkiksi moottorin jakotukki koostuu epätasaisista, ohuenseinäisistä putkista, jotka kaikki ovat osa samaa kappaletta. Tämä pääsee eroon hitsausvirheistä, jotka tulevat standardihitsausmenetelmiin ja alentavat nestevastuksen yli 30%. Tietty ilmailumoottoriyritys käytti polttokammion tulostamiseen laser -selektiivistä sulamistekniikkaa (SLM). Sisäinen jäähdytyskanava oli vain 0,8 mm leveä, mutta jäähdytystehokkuus nousi 45%.
Topologian optimointirakenne: Hilan rakenne voi löytää tasapainon keveyden ja lujuuden välillä. Esimerkiksi yksi autonvalmistaja teki osia suspensiojärjestelmälle BCC -hila -rakenteina, jotka leikkasivat painoa 62% pitäen samalla lujuuden ja korotetun materiaalin käytön 15%: sta tavanomaisessa subtraktiivisessa valmistuksessa 92%: iin.
Integroitu muotoilu: Metallitulostus voi yhdistää useita osia yhdeksi. Yritys, joka tekee tuulivoimalaitteista yhdistettynä 12 kappaletta vaihdelaatikkoon yhdeksi painettuun osaan. Tämä lyhensi aikaa, joka kului sen koottamiseen 8 tunnista 45 minuuttiin ja vähensi vikaastetta 78%.
Arviointikriteerit: Jos osassa on viisi tai useampia riippumattomia koneistettuja pintoja, se tarvitsee kolme tai enemmän kiinnitystä ja paikannusta tai sen ominaisuuskoko on pienempi kuin 0,5 mm, joita on vaikea saada tavallisilla menetelmillä, niin se on geometrisesti toteutettavissa metallin tulostuksen vaihtamiseen.
2. Aineellinen suorituskyky: tyydyttää erittäin ankarien käyttöolosuhteiden tiukat tarpeet
Perinteisten prosessituotteiden korvaamiseksi metallitulostusosien on läpäistävä materiaalin suorituskyvyn todentaminen:
Mekaanisen suorituskyvyn vastaava: Titanium seoksella painettujen osien vetolujuus voi olla 1100mPa ja pidennys 15%. Tämä tarkoittaa, että niitä voidaan käyttää lennon kuormitusrakenteiden taottujen osien sijasta. Ilmailualan liiketoiminta on vahvistanut, että 3D -tulostettu titaaniseosatelliittikiinnike on kooltaan vakaampi kuin perinteiset valut. Muutos on vain 0,02 mm/m välillä -196 asteen ja 350 asteen välillä.
Mikrorakenteen hallinta: Voit muuttaa laseritehotiheyden ja skannauksen nopeuden vaihtamaan pylväskiteet tasa -arvoisiksi kiteiksi. Ydinvoimalaitteiden valmistava yritys paransi 316 litran ruostumattomasta teräksestä valmistetulle venttiilille tulostusmenetelmää saadakseen ASTM -luokan 8 viljan koon ja tehdä niistä kolme kertaa kestävämpiä korroosiolle kloridi -ioneista.
Erityiset toiminnalliset tarpeet: Inconel 718: sta valmistetut nikkelipohjaiset korkean lämpötilan seososat pystyy käsittelemään 1200mPa: n vetolujuutta 650 asteessa, mikä on hyvä turbiinilevyille lentokoneiden moottoreissa. Lääketieteellinen yritys teki kobolttikromiseoksen hip -nivelimplantin, joka on 99,9% tiheä elektronisäteen sulamistekniikan (EBM) tekniikan ansiosta. Se on myös bioyhteensopivampi kuin tavalliset valut.
Kuinka tarkistaa: Varmistaaksesi, että suorituskykyindikaattorit täyttävät tai ylittävät alkuperäiset komponenttikriteerit, tarvittavat mekaaniset suorituskyvyn testit, kuten vetolujuus, vaikutus- ja kovuustestaus sekä mikrorakenteen todentamistestit, kuten metallografinen analyysi ja CT-tuhoava testaus, tarvitaan.
3. Talouden analyysi: Koko elinkaaren kustannusten optimointi
Meidän on tarkasteltava metallitulostuksen taloutta seuraavista kulmista:
Yksittäisten kustannusten erittely: Titaniumseososien osissa materiaalien kustannukset ovat 45%(85%: n jauheen käyttöaste), laitteiden poistojen kustannukset ovat 25%, jälkikäsittelykustannukset ovat 20%ja työvoimakustannukset ovat 10%. Jos erän koko on alle 500 kappaletta, tulostaminen maksaa vähemmän kuin viiden akselin koneistuskeskuksen käyttäminen. Jos eräkoko on yli 2000 kappaletta, sinun on mietittävä, kuinka jakamaan muotin kustannukset.
Säästöt, jotka eivät ole ilmeisiä: Tulostamalla varaosat puolijohdelaitteiden valmistaja pystyi myymään varastot 24 kertaa vuodessa 4 kertaa vuodessa. Tämä pelasti yrityksen yli 8 miljoonaa yuania varastointikustannuksissa vuosittain. Paikalliset painatusleikkaukset seisokkeita koskevat tappiot keskimäärin 500 000 yuanista päivässä 80 000 yuaniin tapauksissa, joissa kunnossapito tapahtuu etäyhteyden kautta.
Sijoitusten takaisinmaksuaika: Esimerkiksi, kun yritys aloitti metallitulostuksen käyttämisen muottien valmistukseen, muotin valmistukseen kului aika nousi 45 päivästä 12 päivään ja yhden muottisarjan kustannukset nousivat 120 000 yuanista 78 000 yuaniin. Kuuden kuukauden kuluessa laitteisiin käytetty raha annettiin takaisin.
Malli päätöksentekoon: Osa on taloudellisesti toteutettavissa, jos se sopii seuraaviin olosuhteisiin:
Pieni ja keskikokoinen tuotanto vuodessa tarve 50-2000 kappaletta
Osat, joilla on yksi arvo, joka on yli 2000 yuania ja lisää paljon arvoa
Yli 30% ajasta hätätilanteiden ylläpidon tai räätälöityjen työn kysyntä on korkea.
4. Tuotantosykli: Ketterän valmistuksen pääetu
Metallitulostuksella on paljon syklietuja seuraavissa tilanteissa:
Uuden mallin luominen: Tulostamalla 20 tyyppisiä vaihdelaatikkoprototyyppejä samanaikaisesti tietty autoyhtiö leikkasi kehitysjakson 18 kuukaudesta 7 kuukauteen ja kolminkertaisti testi -iteraatioiden määrän.
Varaosien välitön tarjonta: Tuulivoimayritys on perustanut alueellisen painokeskuksen, jotta pitkäjakson varakomponentit, kuten terälaakerit, voidaan toimittaa 48 tunnissa, mikä on 90% nopeampi kuin perinteiset tavoitteet niiden hankkimiseksi.
Kalusteiden ja jigien parantaminen: Tulostamalla ainutlaatuiset kalusteet elektroniikkayritys pystyi parantamaan SMT -pinnan kiinnitysten tarkkuutta ± 0,1 mm: stä ± 0,03 mm: iin ja leikkaamaan johtojen vaihtamiseen 45 minuutista 8 minuuttiin.
Metallitulostus voi lopettaa koko prosessin suunnittelusta toimitukseen 72 tunnissa, mikä on 5-10 kertaa nopeampi kuin perinteiset menetelmät. Se toimii parhaiten, kun on paljon erityyppisiä tuotteita ja pieniä eroja, jotka on tehtävä suurten kysynnän muutoksilla.
5. Kyky sopeutua erilaisiin sovellusskenaarioihin: teollisuuden piirteiden syvä integraatio
Metallitulostuksen sovellettavuus vaihtelee merkittävästi yritysten keskuudessa.
Erityinen hävittäjän laskuteline on optimoitu kahdella tavalla: tulostamalla titaaniseoksen rakenteelliset osat siitä on tullut 32% kevyempi ja 15% vahvempi. Aika, joka kuluu huoltopyyntöihin, on laskenut kahdesta viikosta 72 tuntiin.
Lääketieteessä henkilökohtaiset hammasimplantit käyttävät elektronisäteen sulamistekniikkaa saavuttaakseen 0,1 mm: n tarkkuusohjauksen. Bioaktiivisilla pinnoitteilla on saostumistehokkuus, joka on viisi kertaa korkeampi kuin perinteisten menetelmien, ja potilaiden paranemisaika leikataan 40%.
Energiatyökalut: Ydinvoimalaitos käyttää painettuja höyrygeneraattorien lämmönsiirtoputkia, jotka optimoivat viljasuunnittelun, jotta yksikkö on 8% lämpötehokkaampi. Jatkuva käyttöjakso kestää yli 24 kuukautta, mikä on maailmanlaajuinen edistynyt taso.
Standardit sopeutumiseen teollisuuteen:
Ilmailutila: Jokaisen osan on oltava vähintään 500 000 yuanin arvoinen ja sen on oltava erittäin kevyt.
Lääketieteellinen: On täytettävä ISO 13485 -lääketieteellinen sertifikaatti ja salli henkilökohtainen räätälöinti
Energia: Tarvitsee ASME -paineastian sertifioinnin ja pystyy käsittelemään vähintään 500 asteen lämpötiloja.