Hvordan bestemmer man, om en komponent er egnet til udskiftning med metalprint?

1. Geometrisk kompleksitet: går ud over de fysiske grænser for traditionel fremstilling
Den største fordel ved metal 3D -udskrivning er, at det kan gøre komplicerede geometriske former, som andre metoder ikke kan. Metaludskrivning er den bedste mulighed, når delen har følgende funktioner:
Forbedring af strømningskanalen indeni: For eksempel består motormanifolden af ​​ujævn, tynd - vægge rør, der alle er en del af det samme stykke. Dette slipper af med svejsningsfejlene, der følger med standard svejsningsmetoder og sænker væskemodstand med mere end 30%. En bestemt luftfartsmotorvirksomhed anvendte laser selektiv smeltning (SLM) teknologi til at udskrive et forbrændingskammer. Den interne kølekanal var kun 0,8 mm bred, men alligevel steg køleeffektiviteten med 45%.
Topologyoptimeringsstruktur: En gitterstruktur kan finde en balance mellem lethed og styrke. For eksempel lavede en bilproducent dele til ophængssystemet som BCC -gitterstrukturer, der skar vægt med 62%, mens den holdt styrke og hævede materialebrug fra 15% i standard subtraktiv fremstilling til 92%.
Integreret design: Metaludskrivning kan kombinere flere dele til en. Et firma, der fremstiller vindkraftudstyr, kombinerede 12 stykker i gearkassen til en trykt del. Dette skærer den tid, det tog at sammensætte den fra 8 timer til 45 minutter og reducere svigtfrekvensen med 78%.
Kriterier for evaluering: Hvis delen har fem eller flere uafhængige bearbejdede overflader, har brug for tre eller flere klemme og placering eller har funktionsstørrelser, der er mindre end 0,5 mm, som er svære at få ved hjælp af standardmetoder, er det geometrisk muligt til udskiftning af metaludskrivning.
2. Materiel præstation: tilfredsstiller de strenge behov for meget barske driftsforhold
For at erstatte traditionelle procesprodukter skal metaludskrivningsdele videregive materialets ydelsesbekræftelse:
Matchende mekanisk ydeevne: Dele, der er trykt ved hjælp af titaniumlegering, kan have en trækstyrke på 1100MPa og en forlængelse på 15%. Dette betyder, at de kan bruges i stedet for smedede dele i luftfartsbelastning - bærende strukturer. En luftfartsvirksomhed har bekræftet, at 3D - trykt titaniumlegeringssatellitbeslag er mere stabil med hensyn til størrelse end traditionelle støbegods med en ændring på kun 0,02 mm/m mellem -196 grad og 350 grad.
Mikrostrukturkontrol: Du kan ændre laserkraftdensiteten og scanningshastigheden for at ændre søjle krystaller til ligestillede krystaller. Et firma, der foretager atomkraftudstyr, forbedrede udskrivningsmetoden til 316L rustfrit stålventiler for at få ASTM grad 8 kornstørrelse og gøre dem tre gange mere resistente over for korrosion fra chloridioner.
Særlige funktionelle behov: Nikkel - baseret høj - temperaturlegeringsdele lavet af inkonel 718 kan håndtere en trækstyrke på 1200MPa ved 650 grader, hvilket er godt for turbinedisker i flysmotorer. Et medicinsk firma lavede en koboltkromlegeringslegering hofteleddet implantat, der er 99,9% tæt takket være Electrong Beam Melting (EBM) -teknologi. Det er også mere biokompatibelt end standardstøbninger.
Sådan kontrolleres: For at sikre, at præstationsindikatorerne opfylder eller overgår de originale komponentkriterier, er mekaniske ydelsestest som træk, påvirkning og hårdhedstest samt mikrostrukturverifikationstest som metallografisk analyse og CT non - destruktiv test.
3. Analyse af økonomien: Optimering af omkostningerne ved hele livscyklussen
Vi er nødt til at se på økonomien inden for metalprint fra følgende vinkler:
Individuelle omkostningsfordeling: For titaniumlegeringsdele er omkostningerne ved materialer 45%(med en 85%pulverudnyttelsesgrad), omkostningerne ved afskrivninger af udstyr er 25%, omkostningerne ved post - forarbejdning er 20%, og omkostningerne ved arbejdskraft er 10%. Hvis batchstørrelsen er mindre end 500 stykker, koster udskrivning mindre end at bruge et fem - Axis -bearbejdningscenter. Hvis batchstørrelsen er mere end 2000 stykker, skal du tænke over, hvordan du deler formen omkostningerne.
Besparelser, der ikke er indlysende: Ved at udskrive reservedele var en halvlederudstyrsproducent i stand til at sælge sin beholdning 24 gange om året i stedet for 4 gange om året. Dette sparede virksomheden over 8 millioner yuan i lagerudgifter hvert år. Lokaliseret udskrivning nedskærer nedetidstab fra et gennemsnit på 500.000 yuan pr. Dag til 80.000 yuan i tilfælde, hvor vedligeholdelse udføres eksternt.
F.eks. Investeringsperiode: For eksempel, da et firma begyndte at bruge metaludskrivning til at fremstille forme, gik den tid, det tog at lave en form fra 45 dage til 12 dage, og omkostningerne ved et enkelt sæt forme gik fra 120.000 yuan til 78.000 yuan. Inden for seks måneder blev de penge, der blev brugt på udstyr, tjent tilbage.
Model til at tage beslutninger: En del er økonomisk gennemførlig, hvis den passer til følgende betingelser:
Lille til medium - størrelse produktion med et årligt behov for 50 til 2000 stykker
Dele, der har en enkelt værdi, der er mere end 2000 yuan og tilføjer en masse værdi
Mere end 30% af tiden er efterspørgslen efter nødvedligeholdelse eller skræddersyet arbejde stor.
4. Produktionscyklus: Den største fordel ved Agile Manufacturing
Metalprint har mange cyklusfordele i følgende situationer:
Oprettelse af en ny model: Ved at udskrive 20 typer gearkasse -prototyper på samme tid skar et bestemt bilfirma udviklingscyklussen fra 18 måneder til 7 måneder og tredoblet antallet af test -iterationer.
Øjeblikkelig levering af reservedele: Et vindkraftselskab har oprettet et regionalt trykcenter, så lang - cyklus reserve -komponenter som bladlejer kan leveres på 48 timer, hvilket er 90% hurtigere end traditionelle måder at få dem på.
Forbedring af inventar og jigs: Ved at udskrive unikke inventar var et elektronikfirma i stand til at forbedre præcisionen af ​​SMT -overflademontering fra ± 0,1 mm til ± 0,03 mm og skære den tid, det tog at skifte ledninger fra 45 minutter til 8 minutter.
Metalprint kan afslutte hele processen, fra design til levering, på 72 timer, hvilket er 5 til 10 gange hurtigere end traditionelle metoder. Det fungerer bedst, når der er en masse forskellige typer produkter og små batches, der skal foretages med store ændringer i efterspørgslen.
5. Evne til at tilpasse sig forskellige applikationsscenarier: Dybt integration af industriens træk
Anvendeligheden af ​​metalprint varierer markant blandt virksomheder.
Et specifikt jagerflyets landingsudstyr er optimeret på to måder: Ved at udskrive titaniumlegeringsstrukturelle dele er den blevet 32% lettere og 15% stærkere. Den tid det tager at svare på vedligeholdelsesanmodninger er gået fra to uger til 72 timer.
I medicin bruger personaliserede tandimplantater elektronstrålesmelteteknologi til at nå en præcisionskontrol på 0,1 mm. Bioaktive belægninger har en deponeringseffektivitet, der er fem gange højere end for traditionelle metoder, og helingstiden for patienter er skåret med 40%.
Energiværktøjer: Et atomkraftværk bruger trykt dampgenerator varmeoverførselsrør, der optimerer kornorientering for at gøre enheden 8% mere termisk effektiv. Den kontinuerlige driftscyklus varer mere end 24 måneder, hvilket er et verdensomspændende avanceret niveau.
Standarder for tilpasning til industrien:
Luftfart: Hver del skal være værd mindst 500.000 yuan og skal være meget let.
Medicinsk: Skal opfylde ISO 13485 medicinsk certificering og give mulighed for personlig tilpasning
Energi: Behov for Certificering af ASME -trykbeholder og kan håndtere temperaturer på mindst 500 grader.