Ποιο είναι το κόστος συντήρησης των μεταλλικών καλουπιών τρισδιάστατης εκτύπωσης;

一, Κόστος συντήρησης εξοπλισμού: πλήρης επένδυση από το υλικό στο λογισμικό
1. Φθορά και καταπόνηση βασικών εξαρτημάτων και απόσβεση του εξοπλισμού
Ο μεταλλικός εξοπλισμός τρισδιάστατης εκτύπωσης, όπως ο εξοπλισμός τεχνολογίας SLM και EBM, είναι πολύ ακριβός. Τα καλύτερα μοντέλα μπορεί να κοστίζουν εκατομμύρια γιουάν και το κόστος απόσβεσης είναι μεγάλο μέρος του κόστους συντήρησης. Για παράδειγμα, το Platinum BLT-S800 διαθέτει 8 λέιζερ, καθρέφτες υψηλής-ακρίβειας, θαλάμους κενού και άλλα σημαντικά μέρη. Τα λέιζερ (που διαρκούν περίπου 20.000 ώρες) και οι καθρέφτες (που διαρκούν περίπου 50.000 ώρες) είναι δύο κρίσιμα μέρη που πρέπει να αντικαθίστανται σε τακτική βάση μετά από μακροχρόνια-χρήση. Μια μελέτη περίπτωσης ενός κατασκευαστή εξαρτημάτων αεροσκαφών δείχνει ότι η αντικατάσταση εξαρτημάτων πυρήνα κοστίζει 40% του ετήσιου κόστους συντήρησης μιας συσκευής και η αντικατάσταση λέιζερ κοστίζει περισσότερο από το 60% του συνολικού κόστους όλων των εξαρτημάτων.

2. Έξυπνη διαχείριση και συντήρηση που σταματά τα προβλήματα πριν συμβούν
Οι εταιρείες πρέπει να δημιουργήσουν ένα σύστημα προληπτικής συντήρησης για να μειώσουν τις απώλειες από απότομες βλάβες που δημιουργούν χρόνο διακοπής λειτουργίας. Για παράδειγμα, οι αισθητήρες IoT μπορεί να παρακολουθούν τη θερμοκρασία, τους κραδασμούς, την ισχύ και άλλους παράγοντες μιας συσκευής σε πραγματικό χρόνο και οι αλγόριθμοι AI μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτά τα δεδομένα για να μαντέψουν πότε μπορεί να προκύψουν προβλήματα. Μια συγκεκριμένη εταιρεία που κατασκευάζει καλούπια για αυτοκίνητα μείωσε τις φορές που ο εξοπλισμός τους χαλούσε κατά 35% και το κόστος συντήρησης κατά 20% μετά τη χρήση αυτής της τεχνικής. Επίσης, η ανάπτυξη των συστημάτων κοινής χρήσης συσκευών, όπως το δίκτυο 3D Systems' On Demand Manufacturing, έχει καταστήσει ευκολότερο τον επιμερισμό των εξόδων συντήρησης μεμονωμένων συσκευών συγκεντρώνοντας το προσωπικό συντήρησης.

3. Ενημέρωση λογισμικού και διατήρηση των δεδομένων ασφαλή
Η τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων απαιτεί λογισμικό σχεδιασμού (όπως SolidWorks ή Magics) και λογισμικό κοπής (όπως το Autodesk Netfabb). Η τιμή αδειοδότησης και αναβάθμισης αυτών των προγραμμάτων θα πρέπει να περιλαμβάνεται στον προϋπολογισμό συντήρησης. Μια μελέτη περίπτωσης μιας εταιρείας που κατασκευάζει ιατρικά εμφυτεύματα δείχνει ότι τα έξοδα αναβάθμισης λογισμικού αποτελούν περίπου το 15% του συνολικού ετήσιου κόστους συντήρησης. Ωστόσο, μετά την αναβάθμιση, η βελτίωση της διαδικασίας εκτύπωσης μπορεί να ενισχύσει τη χρήση υλικού κατά 10%, γεγονός που μπορεί να βοηθήσει στην κάλυψη μέρους του κόστους. Ταυτόχρονα, η δαπάνη χρημάτων για την προστασία δεδομένων (όπως η κρυπτογραφημένη μετάδοση και η δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας cloud) είναι επίσης ένα σιωπηρό κόστος που δεν μπορεί να αγνοηθεί, ειδικά σε τομείς που χρειάζονται μεγάλη ασφάλεια, όπως η αεροδιαστημική.

2, Κόστος διαχείρισης υλικών: καθιστώντας την όλη διαδικασία από την αγορά έως την ανακύκλωση όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματική
1. Η τιμή και η σταθερότητα της αλυσίδας εφοδιασμού σε σκόνη μετάλλων
Το κύριο υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή καλουπιών τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι η μεταλλική σκόνη. Η τιμή του επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από πράγματα όπως αλλαγές στην αγορά πρώτων υλών, μεθόδους παραγωγής και κριτήρια καθαρότητας. Για παράδειγμα, η σκόνη από κράμα τιτανίου μπορεί να κοστίζει δεκάδες φορές περισσότερο από τα κανονικά πλαστικά υλικά. Επίσης, αλλαγές στην κατανομή μεγέθους σωματιδίων και στη δυνατότητα ροής από διαφορετικούς προμηθευτές μπορεί να προκαλέσουν διακύμανση της ποιότητας εκτύπωσης. Μια μελέτη περίπτωσης ενός συγκεκριμένου έργου καλουπιού λεπίδας κινητήρα αεροσκαφών αποκαλύπτει ότι η υπογραφή-μακροπρόθεσμων συμβάσεων με προμηθευτές, το κλείδωμα των τιμών σε σκόνη και η βελτιστοποίηση των παρτίδων προμήθειας μείωσαν το κόστος των υλικών κατά 18%.

2. Ο ρυθμός με τον οποίο χρησιμοποιείται η σκόνη και η τεχνολογία για την ανακύκλωσή της
Πριν από την ανακύκλωση, η μη λιωμένη σκόνη που χρησιμοποιείται στην τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων πρέπει να ελεγχθεί, να στεγνώσει και να υποβληθεί σε επεξεργασία με άλλους τρόπους. Αλλά η ανακύκλωση πραγμάτων περισσότερες από μία φορές θα κάνει τα σωματίδια μεγαλύτερα και θα προσθέσει περισσότερο οξυγόνο, γεγονός που μπορεί να βλάψει την ποιότητα της εκτύπωσης. Ένας συγκεκριμένος κατασκευαστής καλουπιών συνδετήρων αυτοκινήτου χρησιμοποιεί ένα σύστημα διαχείρισης σκόνης κλειστού-βρόχου που παρακολουθεί την κατάσταση της σκόνης σε πραγματικό χρόνο και αλλάζει αυτόματα την αναλογία ανακύκλωσης. Αυτό αυξάνει το ποσοστό χρήσης σκόνης από 75% σε 92% και μειώνει το κόστος των υλικών για ένα μόνο καλούπι κατά 25%. Επίσης, νέοι τρόποι παρασκευής σκόνης, όπως η ψεκασμός αερίου, μπορούν να κάνουν σκόνες πιο σφαιρικές, κάτι που μειώνει το πιτσίλισμα κατά την εκτύπωση και τις κάνει ακόμα καλύτερες.

3. Κόστος χρήσης βοηθητικού αερίου και ενέργειας
Για να μην σκουριάσει το μέταλλο, η τρισδιάστατη εκτύπωση πρέπει να γίνει σε περιβάλλον αδρανούς αερίου, όπως το αργό. Το κόστος του αερίου αργού αποτελεί το 5% έως το 15% του συνολικού κόστους εκτύπωσης και το πόσο το χρησιμοποιείτε εξαρτάται από τη διαδικασία εκτύπωσης και το πόσο καλά είναι σφραγισμένος ο εξοπλισμός. Αλλάζοντας τις ρυθμίσεις εκτύπωσης, όπως το να κάνετε τα στρώματα πιο λεπτά και την ταχύτητα σάρωσης μεγαλύτερη, ένα συγκεκριμένο έργο καλουπιού από κράμα αλουμινίου μείωσε τη χρήση αερίου αργού κατά 30%. Ταυτόχρονα, η χρήση συσκευών-εξοικονόμησης ενέργειας, όπως οι εκτυπωτές EBM με συστήματα ανάκτησης ενέργειας, μπορεί να συμβάλει στη μείωση των εξόδων ενέργειας. Μια μελέτη περίπτωσης δείχνει ότι το κόστος κατανάλωσης ενέργειας ενός καλουπιού μειώνεται κατά 40% σε σύγκριση με τον συμβατικό εξοπλισμό.

3, Κόστος βελτιστοποίησης διαδικασίας: Απαλή διαχείριση από την αλλαγή των παραμέτρων στον έλεγχο της ποιότητας
1. Εύρεση των καλύτερων παραμέτρων διαδικασίας και εξόδων για να δοκιμάσετε πράγματα
Η ποιότητα και το κόστος της τρισδιάστατης εκτύπωσης με μέταλλο επηρεάζονται άμεσα από πράγματα όπως η ισχύς λέιζερ, η ταχύτητα σάρωσης και το πάχος του στρώματος. Στην αρχή ενός έργου για την κατασκευή ενός καλουπιού για έναν δίσκο στροβίλου αεροσκάφους, το ποσοστό αποτυχίας εκτύπωσης ήταν έως και 30% επειδή οι παράμετροι δεν καθορίστηκαν σωστά. Κάθε δοκιμή και σφάλμα καλουπιού κοστίζει περισσότερα από 50.000 γιουάν. Η εταιρεία μείωσε τα έξοδα δοκιμών και σφαλμάτων σε λιγότερο από 5% χρησιμοποιώντας λύσεις βελτιστοποίησης διαδικασιών τεχνητής νοημοσύνης όπως το σύστημα παραγωγής 3D λύσεων Figure 4. Ταυτόχρονα, η απόδοση εκτύπωσης έχει αυξηθεί κατά 20%.

2. Το κόστος της μετα-επεξεργασίας και της αναβάθμισης του αυτοματισμού
Τα μεταλλικά καλούπια τρισδιάστατης εκτύπωσης χρειάζονται συχνά επεξεργασία μετά την κατασκευή τους, η οποία μπορεί να περιλαμβάνει θερμική επεξεργασία, κατεργασία ακριβείας CNC και στίλβωση. Αυτά τα βήματα μπορούν να προσθέσουν 15% έως 30% σε ολόκληρο το κόστος του καλουπιού. Μια εταιρεία που κατασκευάζει καλούπια έγχυσης για αυτοκίνητα μείωσε τον χρόνο που χρειάζεται για το φινίρισμα των καλουπιών από 72 ώρες σε 24 ώρες και μείωσε τα εργατικά έξοδα κατά 60% προσθέτοντας αυτοματοποιημένες γραμμές μετα{8}}επεξεργασίας, όπως εργαλειομηχανές CNC πέντε αξόνων και συστήματα γυαλίσματος ρομπότ. Η χρήση{11}}επιτόπιας τεχνολογίας παρακολούθησης, όπως οι κάμερες υπερύθρων και οι αισθητήρες τήξης, μπορεί επίσης να εντοπίσει αμέσως λάθη εκτύπωσης, γεγονός που μειώνει την ανάγκη για επανεπεξεργασία μετά την{12}}επεξεργασία.

3. Κόστος δοκιμών και ποιοτικού ελέγχου
Για να ελέγξετε την ποιότητα των μεταλλικών καλουπιών τρισδιάστατης εκτύπωσης, χρειάζεστε πολύ ακριβή εργαλεία όπως αξονική σάρωση και όργανα μέτρησης συντεταγμένων. Αυτά τα εργαλεία αποτελούν το 10% έως 20% του συνολικού κόστους συντήρησης. Ένα ψηφιακό σύστημα διαχείρισης ποιότητας (όπως το λογισμικό QMS) έχει δημιουργηθεί για ένα συγκεκριμένο έργο καλουπιών ιατρικών εμφυτευμάτων. Αυτό το σύστημα συλλέγει και αναλύει αυτόματα δεδομένα ανίχνευσης, γεγονός που επιταχύνει τη διαδικασία κατά 50%. Ο στατιστικός έλεγχος διεργασιών (SPC) μείωσε επίσης το ποσοστό ελαττωμάτων από 2% σε 0,5%.

4, Κόστος περιβαλλοντικού ελέγχου: επενδύσεις στη συμμόρφωση, από τη διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας και υγρασίας έως την απαλλαγή από τα σκουπίδια
1. Απαιτήσεις για το περιβάλλον παραγωγής και επενδύσεις σε εγκαταστάσεις
Η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση χρειάζεται πολύ συγκεκριμένες συνθήκες θερμοκρασίας, υγρασίας και καθαριότητας. Χρειάζεται επίσης πράγματα όπως συνεργεία με σταθερή θερμοκρασία και υγρασία και εξοπλισμό καθαρισμού αέρα. Μια-υψηλού επιπέδου εταιρεία προσαρμοσμένων αυτοκινήτων έκανε μια μελέτη περίπτωσης και διαπίστωσε ότι το κόστος περιβαλλοντικού ελέγχου του εργαστηρίου τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι το 12% του συνολικού ετήσιου κόστους συντήρησης. Ωστόσο, με τη βελτιστοποίηση της διάταξης του εργαστηρίου (για παράδειγμα, με τη χρήση τοπικών μονάδων καθαρισμού) και των έξυπνων συστημάτων ελέγχου θερμοκρασίας, η κατανάλωση ενέργειας έχει μειωθεί κατά 25%.

2. Απαλλαγή από τα σκουπίδια και τήρηση περιβαλλοντικών κανόνων
Για την τήρηση των περιβαλλοντικών κανόνων, τα υπολείμματα από την τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων, όπως η μη λιωμένη σκόνη και οι δομές στήριξης, πρέπει να ταξινομηθούν και να ανακυκλωθούν. Ένας συγκεκριμένος κατασκευαστής καλουπιών αεροσκαφών έχει δημιουργήσει έναν μηχανισμό για την ανακύκλωση και επαναχρησιμοποίηση του 95% της μεταλλικής σκόνης και του 80% των εξαρτημάτων στήριξης. Συνεργάζεται επίσης με εξειδικευμένες εταιρείες προστασίας του περιβάλλοντος για την απαλλαγή από επικίνδυνα απόβλητα, γεγονός που μειώνει τα έξοδα συμμόρφωσης κατά 30% κάθε χρόνο.