Πώς να προσδιορίσετε εάν ένα στοιχείο είναι κατάλληλο για αντικατάσταση με μεταλλική εκτύπωση;

1. Γεωμετρική πολυπλοκότητα: Πέρα από τα φυσικά όρια της παραδοσιακής κατασκευής
Το κύριο πλεονέκτημα της εκτύπωσης Metal 3D είναι ότι μπορεί να κάνει περίπλοκα γεωμετρικά σχήματα που δεν μπορούν άλλες μέθοδοι. Η μεταλλική εκτύπωση είναι η καλύτερη επιλογή όταν το τμήμα έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
Βελτίωση του καναλιού ροής μέσα: Για παράδειγμα, η πολλαπλή κινητήρα αποτελείται από ανομοιογενή, λεπτό - τοίχο σωλήνες που είναι όλα μέρος του ίδιου κομματιού. Αυτό απαλλάσσεται από τα σφάλματα συγκόλλησης που έρχονται με τυποποιημένες μεθόδους συγκόλλησης και μειώνουν την αντοχή του υγρού κατά περισσότερο από 30%. Μια συγκεκριμένη επιχείρηση αεροπορικών μηχανών χρησιμοποίησε τεχνολογία Laser Selective Melting (SLM) για να εκτυπώσει ένα θάλαμο καύσης. Το εσωτερικό κανάλι ψύξης ήταν μόνο 0,8mm πλάτος, ωστόσο η απόδοση ψύξης αυξήθηκε κατά 45%.
Δομή βελτιστοποίησης τοπολογίας: Μια δομή πλέγματος μπορεί να βρει ισορροπία μεταξύ ελαφρότητας και δύναμης. Για παράδειγμα, ένας κατασκευαστής αυτοκινήτων έκανε εξαρτήματα για το σύστημα ανάρτησης ως δομές πλέγματος BCC, οι οποίες μειώνουν το βάρος κατά 62%, διατηρώντας παράλληλα τη δύναμη και την αύξηση της χρήσης υλικών από 15% σε τυποποιημένη αφαιρετική παραγωγή στο 92%.
Ολοκληρωμένος σχεδιασμός: Η μεταλλική εκτύπωση μπορεί να συνδυάσει πολλά μέρη σε ένα. Μια εταιρεία που κάνει τον εξοπλισμό αιολικής ενέργειας σε συνδυασμό 12 τεμαχίων στο κιβώτιο ταχυτήτων σε ένα τυπωμένο τμήμα. Αυτό έκοψε το χρόνο που χρειάστηκε για να το βάλουμε μαζί από 8 ώρες σε 45 λεπτά και να μειώσει το ποσοστό αποτυχίας κατά 78%.
Κριτήρια αξιολόγησης: Εάν το τμήμα έχει πέντε ή περισσότερες ανεξάρτητες κατεργασμένες επιφάνειες, χρειάζεται τρεις ή περισσότερες συσσώρευση και τοποθέτηση ή έχει μεγέθη χαρακτηριστικών μικρότερα από 0,5mm που είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθούν τυποποιημένες μεθόδους, τότε είναι γεωμετρικά εφικτό για αντικατάσταση μετάλλων.
2. Απόδοση υλικού: ικανοποιεί τις αυστηρές ανάγκες πολύ σκληρών συνθηκών λειτουργίας
Για να αντικαταστήσετε τα παραδοσιακά προϊόντα διεργασιών, τα μέρη εκτύπωσης μετάλλων πρέπει να περάσουν επαλήθευση απόδοσης υλικού:
Αντιστοίχιση μηχανικής απόδοσης: Τα εξαρτήματα που εκτυπώνονται με κράμα τιτανίου μπορούν να έχουν αντοχή εφελκυσμού 1100MPa και μια επιμήκυνση 15%. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν αντί για πλαστά μέρη σε φορτίο αεροπορίας - δομές εδράνου. Μια επιχείρηση αεροδιαστημικής επιβεβαίωσε ότι το δορυφορικό βραχίονα δορυφορικού κράματος Titanium είναι πιο σταθερή από την άποψη του μεγέθους από τα παραδοσιακά χύτευση, με αλλαγή μόνο 0,02mm/m μεταξύ -196 βαθμού και 350 βαθμών.
Έλεγχος μικροδομής: Μπορείτε να αλλάξετε την πυκνότητα ισχύος του λέιζερ και την ταχύτητα σάρωσης για να αλλάξετε τους κρυστάλλους στήλης σε κρυστάλλους Equiaxed. Μια εταιρεία που κάνει τον εξοπλισμό πυρηνικής ενέργειας βελτίωσε τη μέθοδο εκτύπωσης για βαλβίδες από ανοξείδωτο χάλυβα 316L για να πάρει το μέγεθος των κόκκων ASTM βαθμού 8 και να τις κάνει τρεις φορές πιο ανθεκτικές στη διάβρωση από τα ιόντα χλωριούχου.
Ειδικές λειτουργικές ανάγκες: Το νικέλιο - με βάση το υψηλό - μέρη κράματος θερμοκρασίας που κατασκευάζονται από το IncoLEL 718 μπορούν να χειριστούν αντοχή σε εφελκυσμό 1200MPa στους 650 βαθμούς, το οποίο είναι καλό για δίσκους στροβίλων σε κινητήρες αεροσκαφών. Μια ιατρική εταιρεία έκανε ένα εμφύτευμα άρθρωσης από κράμα από κράμα κοβαλτίου που είναι 99,9% πυκνό χάρη στην τεχνολογία τήξης δέσμης ηλεκτρονίων (EBM). Είναι επίσης πιο βιοσυμβατό από τα τυποποιημένα χυτά.
Πώς να ελέγξετε: Για να βεβαιωθείτε ότι οι δείκτες απόδοσης πληρούν ή ξεπερνούν τα αρχικά κριτήρια συστατικών, απαιτούνται δοκιμές μηχανικής απόδοσης, όπως δοκιμές εφελκυσμού, αντίκτυπου και σκληρότητας, καθώς και δοκιμές επαλήθευσης μικροδομής όπως μεταλλογραφική ανάλυση και CT non {0}.
3. Ανάλυση της οικονομίας: Βελτιστοποίηση του κόστους ολόκληρου του κύκλου ζωής
Πρέπει να εξετάσουμε την οικονομία της μεταλλικής εκτύπωσης από τις ακόλουθες γωνίες:
Η κατανομή του μεμονωμένου κόστους: Για τα μέρη κράματος τιτανίου, το κόστος των υλικών είναι 45%(με ποσοστό χρήσης σκόνης 85%), το κόστος της απόσβεσης του εξοπλισμού είναι 25%, το κόστος της μετά την επεξεργασία - είναι 20%και το κόστος εργασίας είναι 10%. Εάν το μέγεθος της παρτίδας είναι μικρότερο από 500 τεμάχια, η εκτύπωση κοστίζει μικρότερη από τη χρήση ενός κέντρου μηχανικής κατεργασίας πέντε -. Εάν το μέγεθος της παρτίδας είναι πάνω από 2000 τεμάχια, πρέπει να σκεφτείτε πώς να διαιρέσετε το κόστος του καλουπιού.
Οι εξοικονομήσεις που δεν είναι προφανείς: με την εκτύπωση ανταλλακτικών, ένας κατασκευαστής εξοπλισμού ημιαγωγών μπόρεσε να πουλήσει το απόθεμά του 24 φορές το χρόνο αντί για 4 φορές το χρόνο. Αυτό έσωσε την εταιρεία πάνω από 8 εκατομμύρια γιουάν σε δαπάνες αποθήκευσης κάθε χρόνο. Οι εντοπισμένες εκτυπώσεις μειώσεις απώλειας χρόνου διακοπής από κατά μέσο όρο 500.000 γιουάν ημερησίως σε 80.000 γιουάν σε περιπτώσεις όπου η συντήρηση γίνεται εξ αποστάσεως.
Περίοδος αποζημίωσης επενδύσεων: Για παράδειγμα, όταν μια εταιρεία άρχισε να χρησιμοποιεί μεταλλική εκτύπωση για να κάνει καλούπια, ο χρόνος που χρειάστηκε για να κάνει ένα καλούπι πήγε από 45 ημέρες σε 12 ημέρες και το κόστος ενός σετ καλουπιών πήγε από 120.000 γιουάν σε 78.000 γιουάν. Μέσα σε έξι μήνες, τα χρήματα που δαπανήθηκαν για εξοπλισμό έγιναν πίσω.
Μοντέλο για τη λήψη αποφάσεων: Ένα μέρος είναι οικονομικά εφικτό εάν ταιριάζει με τις ακόλουθες προϋποθέσεις:
Μικρή έως μέση - Παραγωγή μεγέθους με ετήσια ανάγκη για 50 έως 2000 κομμάτια
Εξαρτήματα που έχουν μία μόνο τιμή που είναι πάνω από 2000 γιουάν και προσθέτει πολλή αξία
Περισσότερο από το 30% του χρόνου, η ζήτηση για συντήρηση έκτακτης ανάγκης ή εργασία κατά παραγγελία είναι υψηλή.
4. Κύκλος παραγωγής: Το κύριο πλεονέκτημα της ευέλικτης κατασκευής
Η μεταλλική εκτύπωση έχει πολλά οφέλη κύκλου στις ακόλουθες καταστάσεις:
Δημιουργία ενός νέου μοντέλου: Με την εκτύπωση 20 τύπων πρωτότυπων κιβωτίων ταχυτήτων ταυτόχρονα, μια συγκεκριμένη εταιρεία αυτοκινήτων μειώνει τον κύκλο ανάπτυξης από 18 μήνες σε 7 μήνες και τριπλασιάστηκε ο αριθμός των δοκιμών επαναλήψεων.
Άμεση προσφορά ανταλλακτικών: Μια εταιρεία αιολικής ενέργειας έχει δημιουργήσει ένα περιφερειακό κέντρο εκτύπωσης, έτσι ώστε να μπορούν να παραδοθούν τα -.
Βελτίωση των φωτιστικών και jigs: Με την εκτύπωση μοναδικών φωτιστικών, μια εταιρεία ηλεκτρονικών ειδών ήταν σε θέση να ενισχύσει την ακρίβεια της επιφάνειας SMT από ± 0,1mm σε ± 0,03mm και έκοψε το χρόνο που χρειάστηκε για να αλλάξει τα καλώδια από 45 λεπτά σε 8 λεπτά.
Η μεταλλική εκτύπωση μπορεί να ολοκληρώσει ολόκληρη τη διαδικασία, από το σχεδιασμό έως την παράδοση, σε 72 ώρες, η οποία είναι 5 έως 10 φορές ταχύτερη από τις παραδοσιακές μεθόδους. Λειτουργεί καλύτερα όταν υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι προϊόντων και μικροσκοπικές παρτίδες που πρέπει να γίνουν με μεγάλες αλλαγές στη ζήτηση.
5. Δυνατότητα προσαρμογής σε διαφορετικά σενάρια εφαρμογής: βαθιά ενσωμάτωση των χαρακτηριστικών της βιομηχανίας
Η εφαρμογή της εκτύπωσης μετάλλων ποικίλλει σημαντικά μεταξύ των επιχειρήσεων.
Ένα συγκεκριμένο εργαλείο προσγείωσης του μαχητικού αεροσκάφους έχει βελτιστοποιηθεί με δύο τρόπους: με την εκτύπωση διαρθρωτικών μερών κράματος τιτανίου, έχει γίνει 32% ελαφρύτερο και 15% ισχυρότερο. Ο χρόνος που χρειάζεται για να ανταποκριθεί στα αιτήματα συντήρησης έχει μειωθεί από δύο εβδομάδες σε 72 ώρες.
Στην ιατρική, τα εξατομικευμένα οδοντικά εμφυτεύματα χρησιμοποιούν τεχνολογία τήξης δέσμης ηλεκτρονίων για να φτάσουν σε έλεγχο ακριβείας 0,1mm. Οι βιοδραστικές επικαλύψεις έχουν απόδοση εναπόθεσης πέντε φορές υψηλότερη από αυτή των παραδοσιακών μεθόδων και ο χρόνος θεραπείας για τους ασθενείς μειώνεται κατά 40%.
Εργαλεία ενέργειας: Ένας πυρηνικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής χρησιμοποιεί τυπωμένους σωλήνες μεταφοράς θερμότητας γεννήτριας ατμού που βελτιστοποιούν τον προσανατολισμό των κόκκων για να καταστήσουν τη μονάδα 8% πιο θερμικά αποδοτική. Ο συνεχής λειτουργικός κύκλος διαρκεί περισσότερο από 24 μήνες, ο οποίος είναι ένα παγκόσμιο προχωρημένο επίπεδο.
Πρότυπα προσαρμογής στη βιομηχανία:
Αεροδιαστημική: Κάθε μέρος πρέπει να αξίζει τουλάχιστον 500.000 γιουάν και πρέπει να είναι πολύ ελαφρύ.
Ιατρική: Πρέπει να πληρούν την ιατρική πιστοποίηση ISO 13485 και να επιτρέψετε την εξατομικευμένη προσαρμογή
Ενέργεια: Αναγκάζει την πιστοποίηση του σκάφους πίεσης ASME και μπορεί να χειριστεί θερμοκρασίες τουλάχιστον 500 μοιρών.