Kādas ir metāla 3D drukas veidņu uzturēšanas izmaksas?

一, aprīkojuma uzturēšanas izmaksas: pilns ieguldījums no aparatūras līdz programmatūrai
1. Galveno daļu nodilums un deformācija un aprīkojuma nolietojums
Metāla 3D drukas iekārtas, piemēram, SLM un EBM tehnoloģiju iekārtas, ir ļoti dārgas. Labākie modeļi var maksāt miljoniem juaņu, un amortizācijas izmaksas ir liela daļa no uzturēšanas izmaksām. Piemēram, Platinum BLT-S800 ir 8 lāzeri, augstas-precizitātes spoguļi, vakuuma kameras un citas svarīgas detaļas. Lāzeri (kas darbojas aptuveni 20 000 stundu) un spoguļi (kas ilgst aptuveni 50 000 stundu) ir divas būtiskas daļas, kas pēc ilgstošas{12}}lietošanas ir regulāri jānomaina. Aviācijas detaļu ražotāja gadījuma izpēte parāda, ka galveno daļu nomaiņa maksā 40% no vienas ierīces ikgadējām uzturēšanas izmaksām, bet lāzeru nomaiņa maksā vairāk nekā 60% no visu daļu kopējām izmaksām.

2. Gudra pārvaldība un uzturēšana, kas aptur problēmas, pirms tās rodas
Uzņēmumiem ir jāizveido profilaktiskās apkopes sistēma, lai samazinātu zaudējumus no pēkšņām kļūmēm, kas rada dīkstāves. Piemēram, IoT sensori var reāllaikā sekot līdzi ierīces temperatūrai, vibrācijai, jaudai un citiem faktoriem, un AI algoritmi var izmantot šos datus, lai uzminētu, kad varētu rasties problēmas. Konkrēts uzņēmums, kas ražo veidnes automašīnām, pēc šīs tehnikas izmantošanas samazināja to aprīkojuma bojājumu skaitu par 35% un uzturēšanas izmaksas par 20%. Arī ierīču koplietošanas sistēmu, piemēram, 3D Systems' On Demand Manufacturing tīkla, izaugsme ir atvieglojusi atsevišķu ierīču uzturēšanas izdevumu sadali, apvienojot apkopes personālu.

3. Programmatūras atjaunināšana un datu saglabāšana
Metāla 3D drukāšanai ir nepieciešama dizaina programmatūra (piemēram, SolidWorks vai Magics) un sagriešanas programmatūra (piemēram, Autodesk Netfabb). Šo programmu licencēšanas un jaunināšanas cena jāiekļauj uzturēšanas budžetā. Gadījuma izpēte uzņēmumā, kas ražo medicīniskos implantus, parāda, ka programmatūras jaunināšanas izdevumi veido aptuveni 15% no visām ikgadējām uzturēšanas izmaksām. Tomēr pēc jaunināšanas drukāšanas procesa uzlabošana var palielināt materiālu izmantošanu par 10%, kas var palīdzēt segt daļu izmaksu. Tajā pašā laikā naudas tērēšana datu aizsardzībai (piemēram, šifrētai pārraidei un mākoņdatošanas dublēšanai) ir arī netiešas izmaksas, kuras nevar nepamanīt, jo īpaši jomās, kurām nepieciešama liela drošība, piemēram, kosmosa jomā.

2, Materiālu apsaimniekošanas izmaksas: maksimāli efektīvi padarīt visu procesu no pirkšanas līdz otrreizējai pārstrādei
1. Metāla pulvera piegādes ķēdes cena un stabilitāte
Galvenais materiāls, ko izmanto 3D drukas veidņu izgatavošanai, ir metāla pulveris. Tās cenu lielā mērā ietekmē tādas lietas kā izmaiņas izejvielu tirgū, ražošanas metodes un tīrības kritēriji. Piemēram, titāna sakausējuma pulveris var maksāt desmitiem reižu vairāk nekā parastie plastmasas materiāli. Arī dažādu piegādātāju daļiņu izmēra sadalījuma un plūstamības izmaiņas var izraisīt drukas kvalitātes atšķirību. Konkrēta lidmašīnas dzinēja lāpstiņu veidņu projekta gadījuma izpēte atklāj, ka, parakstot ilgtermiņa līgumus ar piegādātājiem, fiksējot pulvera cenas un optimizējot iepirkuma partijas, materiālu izmaksas tiek samazinātas par 18%.

2. Pulvera izmantošanas ātrums un tā pārstrādes tehnoloģija
Pirms pārstrādes metāla 3D drukāšanā izmantotais neizkusušais pulveris ir jāizsijā, jāizžāvē un citādi jāapstrādā. Taču lietu otrreizēja pārstrāde padarīs daļiņas lielākas un pievienos vairāk skābekļa, kas var sabojāt drukas kvalitāti. Noteikts automobiļu savienotāju veidņu ražotājs izmanto slēgtas-cilpas pulvera pārvaldības sistēmu, kas reāllaikā seko pulvera statusam un automātiski maina pārstrādes koeficientu. Tas palielina pulvera izmantošanas līmeni no 75% līdz 92% un samazina materiālu izmaksas vienai veidnei par 25%. Turklāt jauni pulveru izgatavošanas veidi, piemēram, gāzes izsmidzināšana, var radīt sfēriskākus pulverus, kas samazina izšļakstīšanos drukāšanas laikā un padara tos vēl labākus.

3. Papildu gāzes un enerģijas izmantošanas izmaksas
Lai metāls nerūsētu, 3D druka jāveic inertās gāzes vidē, piemēram, argonā. Argona gāzes izmaksas veido 5% līdz 15% no visām drukāšanas izmaksām, un tas, cik daudz jūs to izmantojat, ir atkarīgs no drukāšanas procesa un tā, cik labi iekārta ir noslēgta. Mainot drukāšanas iestatījumus, piemēram, padarot plānākus slāņus un ātrāku skenēšanas ātrumu, noteikts alumīnija sakausējuma veidņu projekts samazināja argona gāzes patēriņu par 30%. Tajā pašā laikā enerģijas taupīšanas ierīču{7} izmantošana, piemēram, EBM printeri ar enerģijas atgūšanas sistēmām, var palīdzēt samazināt enerģijas izdevumus. Gadījuma izpēte parāda, ka vienas veidnes enerģijas patēriņa izmaksas ir samazinātas par 40%, salīdzinot ar parastajām iekārtām.

3, procesa optimizācijas izmaksas: vienkārša vadība no parametru maiņas līdz kvalitātes kontrolei
1. Labāko procesa parametru un izdevumu atrašana lietu izmēģināšanai
3D drukāšanas ar metālu kvalitāti un izmaksas tieši ietekmē tādas lietas kā lāzera jauda, ​​skenēšanas ātrums un slāņa biezums. Lidmašīnas turbīnas diska veidnes izgatavošanas projekta sākumā drukas atteices līmenis bija pat 30%, jo parametri nebija pareizi noteikti. Katrs veidnes izmēģinājums un kļūda maksā vairāk nekā 50 000 juaņu. Uzņēmums ir samazinājis izmēģinājumu un kļūdu izdevumus līdz mazāk nekā 5%, izmantojot AI procesa optimizācijas risinājumus, piemēram, 3D risinājumu ražošanas sistēmu 4. attēls. Tajā pašā laikā drukāšanas efektivitāte ir palielinājusies par 20%.

2. Pēc-apstrādes un jaunināšanas automatizācijas izmaksas
Metāla 3D drukas veidnes pēc to izgatavošanas bieži ir jāapstrādā, kas var ietvert termisko apstrādi, CNC precīzo apstrādi un pulēšanu. Šīs darbības var pievienot 15% līdz 30% no visām pelējuma izmaksām. Viens uzņēmums, kas ražo iesmidzināšanas veidnes automašīnām, ir samazinājis laiku, kas nepieciešams veidņu apdarei, no 72 stundām līdz 24 stundām un samazinājis darbaspēka izmaksas par 60%, pievienojot automatizētas pēcapstrādes līnijas, piemēram, piecu-asu CNC darbgaldus un robotu pulēšanas sistēmas. Izmantojot in{11}}situ uzraudzības tehnoloģijas, piemēram, infrasarkanās kameras un kušanas baseina sensorus, var arī uzreiz atklāt drukāšanas kļūdas, kas samazina nepieciešamību pēc{12}}pārstrādāšanas.

3. Testēšanas un kvalitātes kontroles izmaksas
Lai pārbaudītu metāla 3D drukas veidņu kvalitāti, jums ir nepieciešami ļoti precīzi rīki, piemēram, CT skenēšana un koordinātu mērīšanas instrumenti. Šie instrumenti veido 10% līdz 20% no visām uzturēšanas izmaksām. Digitālā kvalitātes vadības sistēma (tāpat kā QMS programmatūra) ir izveidota konkrētam medicīnisko implantu veidņu projektam. Šī sistēma automātiski apkopo un analizē noteikšanas datus, kas paātrina procesu par 50%. Statistiskā procesa kontrole (SPC) arī ir samazinājusi defektu līmeni no 2% līdz 0,5%.

4, Vides kontroles izmaksas: ieguldījumi atbilstības nodrošināšanā, sākot no stabilas temperatūras un mitruma uzturēšanas līdz atbrīvošanai no atkritumiem
1. Prasības ražošanas videi un ieguldījumiem iekārtās
Metāla 3D drukāšanai nepieciešami ļoti specifiski temperatūras, mitruma un tīrības apstākļi. Tam ir vajadzīgas arī tādas lietas kā darbnīcas ar nemainīgu temperatūru un mitrumu, kā arī gaisa attīrīšanas iekārtas. Augstas kvalitātes-pielāgotu automašīnu uzņēmums veica gadījuma izpēti un atklāja, ka tā 3D drukas darbnīcas vides kontroles izmaksas ir 12% no kopējām ikgadējām uzturēšanas izmaksām. Taču, optimizējot ceha plānojumu (piemēram, izmantojot lokālās attīrīšanas iekārtas) un viedās temperatūras kontroles sistēmas, enerģijas patēriņš ir samazinājies par 25%.

2. Atbrīvošanās no atkritumiem un vides noteikumu ievērošana
Lai ievērotu vides noteikumus, metāla 3D drukāšanas gruveši, piemēram, neizkusis pulveris un atbalsta konstrukcijas, ir jāšķiro un jāpārstrādā. Konkrēts gaisa kuģa veidņu ražotājs ir izveidojis mehānismu, lai pārstrādātu un atkārtoti izmantotu 95% metāla pulvera un 80% atbalsta komponentu. Tas arī sadarbojas ar ekspertiem vides aizsardzības uzņēmumiem, lai atbrīvotos no bīstamajiem atkritumiem, kas katru gadu samazina atbilstības izdevumus par 30%.