Hvad er vedligeholdelsesomkostningerne for metal 3D-printforme?

一, Udgifter til vedligeholdelse af udstyr: fuld investering fra hardware til software
1. Slitage og belastning af nøgledele og værdiforringelse af udstyr
Metal 3D-printudstyr, som SLM og EBM teknologiudstyr, er meget dyrt. De bedste modeller kan koste millioner af yuan, og omkostningerne ved afskrivning er en stor del af vedligeholdelsesomkostningerne. For eksempel har Platinum BLT-S800 8 lasere, høj-præcisionsspejle, vakuumkamre og andre vigtige dele. Lasere (som holder omkring 20.000 timer) og spejle (som holder omkring 50.000 timer) er to afgørende dele, som skal udskiftes regelmæssigt efter længere tids{12}}brug. Et casestudie af en producent af luftfartsdele viser, at udskiftning af kernedele koster 40 % af de årlige vedligeholdelsesomkostninger for én enhed, og at udskiftning af lasere koster mere end 60 % af de samlede omkostninger for alle dele.

2. Smart styring og vedligeholdelse, der stopper problemer, før de opstår
Virksomheder skal oprette et forebyggende vedligeholdelsessystem for at reducere tab fra pludselige fejl, der skaber nedetid. For eksempel kan IoT-sensorer holde øje med en enheds temperatur, vibrationer, effekt og andre faktorer i realtid, og AI-algoritmer kan bruge disse data til at gætte, hvornår der kan opstå problemer. Et bestemt firma, der fremstiller forme til biler, reducerede antallet af gange, hvor deres udstyr gik i stykker med 35% og omkostningerne til vedligeholdelse med 20% efter at have brugt denne teknik. Væksten i enhedsdelingssystemer, såsom 3D Systems' On Demand Manufacturing-netværk, har også gjort det lettere at dele udgifterne til vedligeholdelse af individuelle enheder ved at samle vedligeholdelsespersonale.

3. Opdatering af software og sikring af data
Metal 3D-printning kræver designsoftware (som SolidWorks eller Magics) og udskæringssoftware (som Autodesk Netfabb). Prisen for licensering og opgradering af disse programmer bør inkluderes i vedligeholdelsesbudgettet. Et casestudie af en virksomhed, der fremstiller medicinske implantater, viser, at udgifter til softwareopgradering udgør omkring 15 % af de samlede årlige vedligeholdelsesomkostninger. Efter opgraderingen kan en forbedring af udskrivningsprocessen dog øge materialeforbruget med 10 %, hvilket kan hjælpe med at dække en del af omkostningerne. Samtidig er det at bruge penge på databeskyttelse (såsom krypteret transmission og cloud backup) også en implicit omkostning, som ikke kan overses, især i områder, der har brug for en masse sikkerhed, såsom rumfart.

2, Omkostninger til håndtering af materialer: gør hele processen fra køb til genbrug så effektiv som muligt
1. Prisen og stabiliteten af ​​metalpulverforsyningskæden
Det vigtigste materiale, der bruges til at lave 3D-printforme, er metalpulver. Dens pris er meget påvirket af ting som ændringer i råvaremarkedet, produktionsmetoder og renhedskriterier. For eksempel kan titanlegeringspulver koste titusinder mere end almindelige plastmaterialer. Ændringer i partikelstørrelsesfordeling og flydeevne fra forskellige leverandører kan også få udskriftskvaliteten til at variere. Et casestudie af et bestemt flymotorbladstøbeprojekt afslører, at underskrivelse af langtidskontrakter med leverandører, fastholdelse af pulverpriser og optimering af indkøbspartier reducerede materialeomkostningerne med 18 %.

2. Den hastighed, hvormed pulveret anvendes, og teknologien til genanvendelse af det
Før det genanvendes, skal det usmeltede pulver, der bruges til 3D-print af metal, screenes, tørres og behandles på andre måder. Men genbrug af ting mere end én gang vil gøre partiklerne større og tilføre mere ilt, hvilket kan skade kvaliteten af ​​udskrivningen. En bestemt producent af støbeforme til biler bruger et lukket-sløjfe pulverhåndteringssystem, der holder øje med pulverstatus i realtid og automatisk ændrer genbrugsforholdet. Dette hæver pulverudnyttelsesgraden fra 75 % til 92 % og sænker materialeomkostningerne til en enkelt form med 25 %. Nye måder at fremstille pulvere på, såsom gasforstøvning, kan også lave pulvere, der er mere sfæriske, hvilket reducerer sprøjt under udskrivning og gør dem endnu bedre.

3. Omkostninger til hjælpegas og energiforbrug
For at forhindre metal i at ruste, skal 3D-print udføres i et miljø med inert gas, såsom argon. Omkostningerne til argongas udgør 5% til 15% af hele printomkostningerne, og hvor meget du bruger det afhænger af printprocessen og hvor godt udstyret er forseglet. Ved at ændre udskrivningsindstillingerne, såsom at gøre lagene tyndere og scanningshastigheden hurtigere, reducerede et bestemt aluminiumslegeringsstøbeprojekt argongasforbruget med 30 %. Samtidig kan brug af-energibesparende enheder, såsom EBM-printere med energigenvindingssystemer, hjælpe med at sænke energiudgifterne. Et casestudie viser, at energiforbrugsomkostningerne for en enkelt form er reduceret med 40 % sammenlignet med konventionelt udstyr.

3, Omkostninger ved procesoptimering: Lean ledelse fra at ændre parametre til at kontrollere kvaliteten
1. At finde de bedste procesparametre og udgifter til at afprøve ting
Kvaliteten og omkostningerne ved 3D-print med metal påvirkes direkte af ting som laserkraft, scanningshastighed og lagtykkelse. I begyndelsen af ​​et projekt om at lave en støbeform til en flyturbineskive var trykfejlprocenten så høj som 30%, fordi parametrene ikke var korrekt etableret. Hver form, prøvning og fejltagelse, koster mere end 50.000 yuan. Virksomheden har skåret trial and error-udgifterne ned til mindre end 5 % ved at bruge AI-procesoptimeringsløsninger som 3D-løsningers Figur 4 Produktionssystem. Samtidig er udskrivningseffektiviteten steget med 20 %.

2. Omkostningerne ved efter-behandling og opgradering af automatisering
Metal 3D-printforme skal ofte behandles, efter de er lavet, hvilket kan omfatte varmebehandling, CNC-præcisionsbearbejdning og polering. Disse trin kan tilføje 15% til 30% til hele prisen på formen. En virksomhed, der laver sprøjtestøbeforme til biler, har skåret den tid, det tager at færdiggøre formene, fra 72 timer til 24 timer og reduceret arbejdsomkostningerne med 60 % ved at tilføje automatiske efter-behandlingslinjer, såsom fem--akse CNC-værktøjsmaskiner og robotpoleringssystemer. Brug af in{11}}situ overvågningsteknologi som infrarøde kameraer og smeltebassinsensorer kan også finde udskrivningsfejl med det samme, hvilket reducerer behovet for omarbejde efter-behandling.

3. Omkostninger til test og kvalitetskontrol
For at kontrollere kvaliteten af ​​metal 3D-printforme har du brug for meget nøjagtige værktøjer som CT-scanning og koordinatmåleinstrumenter. Disse værktøjer udgør 10% til 20% af hele vedligeholdelsesomkostningerne. Et digitalt kvalitetsstyringssystem (som QMS-software) er blevet oprettet til et specifikt medicinsk implantatstøbeprojekt. Dette system indsamler og analyserer automatisk registreringsdata, hvilket fremskynder processen med 50 %. Statistisk proceskontrol (SPC) har også reduceret defektraten fra 2 % til 0,5 %.

4, Omkostninger til miljøkontrol: investeringer i overholdelse, fra at holde temperaturen og fugtigheden stabil til at komme af med affald
1. Krav til produktionsmiljø og investering i faciliteter
Metal 3D-printning kræver meget specifikke betingelser for temperatur, fugtighed og renlighed. Det har også brug for ting som værksteder med ensartet temperatur og luftfugtighed og luftrensningsudstyr. Et avanceret-firma for specialtilpassede biler lavede et casestudie og fandt ud af, at miljøkontrolomkostningerne for deres 3D-printerværksted er 12 % af de samlede årlige vedligeholdelsesomkostninger. Men ved at optimere indretningen af ​​værkstedet (f.eks. ved at bruge lokale renseenheder) og smarte temperaturstyringssystemer er energiforbruget faldet med 25 %.

2. At komme af med affald og følge miljøregler
For at følge miljøreglerne skal affaldet fra metal 3D-print, som usmeltet pulver og støttestrukturer, sorteres og genbruges. En bestemt flystøbeproducent har oprettet en mekanisme til at genbruge og genbruge 95 % af metalpulver og 80 % af støttekomponenter. Det samarbejder også med eksperter inden for miljøbeskyttelse for at komme af med farligt affald, hvilket sænker overholdelsesudgifterne med 30 % hvert år.