Hvad er de største omkostninger ved metal 3D -udskrivning?

1. Omkostningsproblemet med traditionelle støbeforme: Faste udgifter gør "skala fælde" værre.
Omkostningsstrukturen for klassiske casting -teknikker har en stor "faste omkostningsdominerende" funktion, og økonomien i disse processer afhænger meget af at sprede omkostninger gennem store - skalaproduktionen. F.eks. Er udviklingsomkostningerne for et sæt bilcylinderlegeme forme så høje som 2,3 millioner yuan, hvilket er 41% af de samlede projektomkostninger. Skibets krumtapakslens casting -projekt måtte have fire formreparationer på grund af designfejl i flowkanalen, som koster yderligere 600.000 yuan og forsinket levering med 42 dage. Tre hovedproblemer gør forme så dyre:
Omkostninger til materialer og forarbejdning: For store og komplicerede forme har du brug for speciel stål, der er meget robust, kan håndtere høje temperaturer og ikke bryder let. Et enkelt sæt metalforme kan koste mellem 150.000 og 800.000 yuan. For mere komplicerede strukturelle forme kan omkostningerne stige endnu mere, fordi de skal fremstilles i blokke.
Omkostninger til iteration og vedligeholdelse: Ændring af en form kræver hele processen med "Design Processing Assembly Debugging", som normalt tager 3 til 5 iterationer. Formningsreparationsafgifter udgør 12% af hele omkostningerne ved et hydraulisk supportkolonne -støbningsprojekt på grund af designfejl.
Omkostninger til opbevaring og lager: Oprettelse og støbning af kerner for hånd kræves til traditionelle sandforme, hvilket koster 28% af de samlede arbejdsomkostninger. Anlægget har et skimmelopbevaringsområde på ca. 500 kvadratmeter, og det koster 120000 yuan om året at holde det op.
I situationer, hvor der er små - skala, mange forskellige typer produktion, fungerer denne "stordriftsfordeling" -koncept slet ikke. For eksempel, når et minemaskinerfirma fremstiller et brugerdefineret knuserhus, kan omkostningerne ved en enkelt form, der bruger traditionelle metoder, deles op til 23000 yuan . 3 D -udskrivningsteknologi, på den anden side driver fremstilling direkte fra digitale filer. Dette reducerer formomkostningerne til nul og hæver indtjeningen på enkeltstykker med 27% sammenlignet med traditionel batchproduktion.
2. teorien bag 3D -udskrivningens lavere omkostninger: Går fra "fysiske forme" til "digital fremstilling"
3D -udskrivningsteknologi slipper for behovet for fysiske forme ved at stable lag oven på hinanden. Det sænker også omkostningerne på tre måder:
Skæring af omkostninger til forme: Du kan udskrive sand eller harpiksforme direkte uden at skulle behandle metalforme. For eksempel koster det at fremstille en hydraulisk understøttelseskolonne med traditionelle metoder 580.000 yuan til at fremstille tre sæt metalforme. Med 3D -udskrivning er de eneste omkostninger til afskrivning af materialer og udstyr, hvilket er 92% mindre end omkostningerne ved traditionelle forme.
Hastigheden af ​​materiales brug er steget meget: Under støbningsprocessen mister traditionel sandform, der gør 15% til 20% af sandet, hvilket er meget materielt affald. Men med digital skæring kontrollerer 3D -udskrivning sedimenteringsvejen for sandpartikler, og den materielle udnyttelseshastighed er steget til mere end 98%. Den virkelige - verdensvurdering af et gasturbinebladprojekt viser, at 3D -trykte sandforme sparer 3,2 ton perlersand sammenlignet med ældre metoder, og omkostningerne til materialer til en komponent falder med 41%.
Forkortelse af produktionscyklussen: Det tager 12 trin at lave en traditionel sandstøbning, og det tager 4 til 8 uger at afslutte hele processen . 3 D -udskrivningsteknologi ændrer den måde, tingene fremstilles ved at bruge designfiler til direkte at kontrollere udskrivning. Du kan lave en sandform på mindre end 24 timer, og med multi - komponent paralleludskrivning kan du lave 5 til 10 ton produkter hver dag. Casestudiet af et jernbanetransitakselprojekt afslører, at det kun tog 9 dage fra det endelige design til levering af den første batch på 20 færdige varer. Dette er 82% hurtigere end traditionelle metoder og nedskærer omkostningerne med 63%.
3.. "Golden Application Scenario" af 3D -udskrivning med hensyn til økonomi
Selv hvis 3D -udskrivning har en forstyrrende kant, når det kommer til formomkostninger, er dens økonomi stadig begrænset af tre hovedgrænseforhold:
Batchstørrelse: Når man laver en masse enkle strukturelle støbegods, er fordelene ved klassiske metoder i skala stadig mere klar. For eksempel kan traditionel sandstøbning hurtigt fremstille flade plader og lige rør i store mængder ved hjælp af standardforme, hvilket gør omkostningerne for hvert stykke meget lave. På den anden side behøver 3D -udskrivning ikke forme, men det tager længere tid at udskrive hvert stykke, og omkostningerne ved materialet er højere end for traditionelle sandmaterialer. Jo større batchstørrelse, jo mere påvirkes omkostningsopsamlingen. For ru støbegods, der ikke har brug for høj præcision eller overfladekvalitet, er traditionelle støbningsmetoder billigere . 3 d trykte sandforme er mere nøjagtige, men de har brug for specielle sand og bindemidler for at sikre, at udskrivningen er god. Omkostningerne ved materialet er mere end for almindelige sandmaterialer. Når du inkluderer omkostningerne ved afskrivninger af udstyr, energiforbrug og andre faktorer, er de samlede omkostninger endnu højere.
Materialernes tilpasningsevne: Når det kommer til at støbe unikke materialer som høje - temperaturlegeringer og keramik, skal 3D -udskrivningsteknologi stadig finde en måde at afbalancere materialets egenskaber med deres omkostninger. For eksempel er der lavet keramiske sandformmaterialer, der kan modstå temperaturer op til 1600 grad, men de koster mere end tre gange så meget som almindelige sandmaterialer, hvilket gør dem svære at bruge i store industrier.
4. Industriel praksis: Fra "omkostningsfølsomhed" til "værdiskabelse"
Fremstillingsbranchen ændrer sig fra "omkostningsfølsomme" til "værdiskabelse" takket være 3D -udskrivningsteknologi:
Lille batch -tilpasset produktion bryder deadlock: et vindkraftselskab bruger 3D -udskrivning til at fremstille tilpassede tårnbaser med "en maskine, en type" og opkræver 15% mere for produktet. På det medicinske område kan tilpassede protetik, ortotik og andre personaliserede produkter designes og leveres på 72 timer med en matchende fejl på mindre end 0,1 mm og en omkostningsbesparelse på 60% sammenlignet med traditionelle metoder.
Innovation i F & U -fremhævelse af iteration: Virksomheder, der fremstiller flymotorer, bruger 3D -trykte sandforme til hurtigt at fremstille prototyper af forbrændingskamre. Dette øger antallet af design -iterationer fra et gennemsnit på 3 til 12 om året. Udviklingscyklussen for nye energikøretøjets motorhuse er blevet skåret fra 6 måneder til 6 uger, hvilket drager fordel af markedsmuligheden.
Ændring til grøn fremstilling: 3D -udskrivning af sandformsteknologi skærer ned på miljøpåvirkningen, skærer ned på affaldssandproduktionen med 85% og kan genanvende og regenerere 100% af materialet. Den bruger også 40% mindre energi end tidligere metoder og skærer ned på individuelle kulstofemissioner med 52%.