Μπορεί η εκτύπωση εναλλακτικών διαδικασιών χύτευσης να μειώσει το κόστος μούχλας;

1. Το πρόβλημα κόστους με τα παραδοσιακά καλούπια χύτευσης: τα σταθερά έξοδα καθιστούν χειρότερη την "παγίδα κλίμακας".
Η δομή του κόστους των κλασικών τεχνικών χύτευσης έχει ένα μεγάλο χαρακτηριστικό "σταθερό κυρίαρχο κόστος" και η οικονομία αυτών των διαδικασιών εξαρτάται πολύ από την εξάπλωση του κόστους μέσω της μεγάλης παραγωγής κλίμακας-. Για παράδειγμα, το κόστος ανάπτυξης ενός συνόλου καλουπιών σώματος του κυλίνδρου αυτοκινήτου είναι τόσο υψηλό όσο 2,3 εκατομμύρια γιουάν, δηλαδή το 41% ​​του συνολικού κόστους του έργου. Το έργο χύτευσης στροφαλοφόρου άξονα του πλοίου έπρεπε να έχει τέσσερις επισκευές καλουπιών λόγω σχεδιαστικών ελαττωμάτων στο κανάλι ροής, τα οποία κοστίζουν επιπλέον 600.000 γιουάν και καθυστερημένη παράδοση κατά 42 ημέρες. Τρία κύρια προβλήματα καθιστούν τα καλούπια τόσο ακριβά:
Κόστος υλικών και επεξεργασίας: Για μεγάλα και περίπλοκα καλούπια, χρειάζεστε ειδικό χάλυβα που είναι πολύ ισχυρός, μπορεί να χειριστεί υψηλές θερμοκρασίες και δεν σπάει εύκολα. Ένα μόνο σύνολο μεταλλικών καλουπιών μπορεί να κοστίσει μεταξύ 150.000 και 800.000 γιουάν. Για πιο περίπλοκα δομικά καλούπια, το κόστος μπορεί να αυξηθεί ακόμη περισσότερο επειδή πρέπει να γίνουν σε μπλοκ.
Κόστος για επανάληψη και συντήρηση: Η αλλαγή ενός καλουπιού απαιτεί ολόκληρη τη διαδικασία "Σχεδιασμός επεξεργασίας της συναρμολόγησης", η οποία συνήθως διαρκεί 3 έως 5 επαναλήψεις. Τα τέλη επισκευής μούχλας αποτελούν το 12% του συνολικού κόστους ενός έργου χύτευσης της στήλης υδραυλικής στήλης λόγω των ελαττωμάτων σχεδιασμού.
Κόστος αποθήκευσης και αποθέματος: Απαιτείται πυρήνες κατασκευής και χύτευσης με το χέρι για τα παραδοσιακά καλούπια άμμου, τα οποία κοστίζουν το 28% του συνολικού κόστους εργασίας. Το εργοστάσιο διαθέτει χώρο αποθήκευσης μούχλας περίπου 500 τετραγωνικών μέτρων και κοστίζει 120000 γιουάν ετησίως για να το διατηρήσει.
Σε καταστάσεις που υπάρχουν μικρές - κλίμακα, πολλοί διαφορετικοί τύποι παραγωγής, αυτή η έννοια "οικονομίες κλίμακας" δεν λειτουργεί καθόλου. Για παράδειγμα, όταν μια εταιρεία μηχανών εξόρυξης κάνει ένα προσαρμοσμένο περίβλημα θραυστήρων, το κόστος ενός μόνο καλουπιού που χρησιμοποιεί παραδοσιακές μεθόδους μπορεί να μοιραστεί έως και 23000 γιουάν . 3 D, από την άλλη πλευρά, οδηγεί την κατασκευή απευθείας από ψηφιακά αρχεία. Αυτό μειώνει το κόστος μούχλας στο μηδέν και αυξάνει τα κέρδη σε μεμονωμένα κομμάτια κατά 27% σε σύγκριση με την παραδοσιακή παραγωγή παρτίδας.
2. Η θεωρία πίσω από το χαμηλότερο κόστος της 3D εκτύπωσης: πηγαίνοντας από "φυσικά καλούπια" σε "ψηφιακή παραγωγή"
Η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης απαλλάσσεται από την ανάγκη για φυσικά καλούπια, στοιβάζοντας στρώματα το ένα πάνω στο άλλο. Μειώνει επίσης το κόστος με τρεις τρόπους:
Κόβηση κόστους για καλούπια: Μπορείτε να εκτυπώσετε καλούπια άμμου ή ρητίνης απευθείας χωρίς να χρειάζεται να θεραπεύετε μεταλλικά καλούπια. Για παράδειγμα, η δημιουργία μιας υδραυλικής στήλης υποστήριξης με παραδοσιακές μεθόδους κοστίζει 580.000 γιουάν για να κάνει τρία σύνολα μεταλλικών καλουπιών. Με την εκτύπωση 3D, το μόνο κόστος είναι για την απόσβεση των υλικών και του εξοπλισμού, το οποίο είναι 92% μικρότερο από το κόστος των παραδοσιακών καλουπιών.
Ο ρυθμός χρήσης υλικού αυξήθηκε πολύ: κατά τη διάρκεια της διαδικασίας χύτευσης, το παραδοσιακό καλούπι άμμου που χάνει το 15% έως 20% της άμμου, που είναι πολλά υλικά απόβλητα. Αλλά με την ψηφιακή τεμαχισμό, η τρισδιάστατη εκτύπωση ελέγχει τη διαδρομή καθίζησης των σωματιδίων άμμου και ο ρυθμός χρησιμοποίησης του υλικού αυξήθηκε περισσότερο από 98%. Το πραγματικό - παγκόσμια αξιολόγηση ενός έργου αεριοστροβίλου δείχνει ότι 3D τυπωμένα καλούπια άμμου εξοικονομούν 3,2 τόνους της άμμου μαργαριταριών σε σύγκριση με τις παλαιότερες μεθόδους και το κόστος των υλικών για ένα συστατικό μειώνεται κατά 41%.
Σύταξη του κύκλου παραγωγής: Χρειάζονται 12 βήματα για να γίνουν μια παραδοσιακή χύτευση άμμου και χρειάζονται 4 έως 8 εβδομάδες για να ολοκληρωθεί ολόκληρη η διαδικασία . 3 d Τεχνολογία εκτύπωσης αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο τα πράγματα γίνονται με τη χρήση αρχείων σχεδιασμού για τον άμεσο έλεγχο της εκτύπωσης. Μπορείτε να φτιάξετε ένα καλούπι άμμου σε λιγότερο από 24 ώρες και με την παράλληλη εκτύπωση του Multi -, μπορείτε να κάνετε 5 έως 10 τόνους προϊόντων κάθε μέρα. Η μελέτη περίπτωσης ενός έργου για τον άξονα της σιδηροδρομικής διαμετακόμισης αποκαλύπτει ότι χρειάστηκαν μόνο 9 ημέρες από το τελικό σχέδιο στην παράδοση της πρώτης παρτίδας των 20 τελικών προϊόντων. Αυτό είναι 82% ταχύτερο από τις παραδοσιακές μεθόδους και μειώνει το κόστος κατά 63%.
3. Το "χρυσό σενάριο εφαρμογής" της 3D εκτύπωσης από την άποψη των οικονομικών
Ακόμη και αν η εκτύπωση 3D έχει μια αποδιοργανωτική άκρη όταν πρόκειται για κόστος μούχλας, η οικονομία της εξακολουθεί να περιορίζεται από τρεις βασικές οριακές συνθήκες:
Μέγεθος παρτίδας: Όταν κάνετε πολλά απλά δομικά χυτά, τα οφέλη των κλασσικών μεθόδων σε κλίμακα είναι όλο και πιο σαφή. Για παράδειγμα, η παραδοσιακή χύτευση άμμου μπορεί γρήγορα να κάνει επίπεδες πλάκες και ευθείες σωλήνες σε μεγάλες ποσότητες χρησιμοποιώντας τυπικά καλούπια, γεγονός που καθιστά το κόστος κάθε κομμάτι πολύ χαμηλό. Από την άλλη πλευρά, η εκτύπωση 3D δεν χρειάζεται καλούπια, αλλά χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να εκτυπωθεί κάθε κομμάτι και το κόστος του υλικού είναι υψηλότερο από αυτό των παραδοσιακών υλικά άμμου. Όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος της παρτίδας, τόσο περισσότερο ο αντίκτυπος της συσσώρευσης κόστους. Για ακατέργαστα χυτά που δεν χρειάζονται υψηλή ακρίβεια ή ποιότητα επιφάνειας, οι παραδοσιακές μέθοδοι χύτευσης είναι φθηνότερες . 3 d τυπωμένα καλούπια άμμου είναι πιο ακριβείς, αλλά χρειάζονται ειδική άμμο και συνδετικά για να βεβαιωθούν ότι η εκτύπωση είναι καλή. Το κόστος του υλικού είναι μεγαλύτερο από αυτό των κανονικών υλικών άμμου. Όταν συμπεριλάβετε στο κόστος της απόσβεσης του εξοπλισμού, της χρήσης ενέργειας και άλλων παραγόντων, το συνολικό κόστος είναι ακόμη υψηλότερο.
Προσαρμογή των υλικών: Όταν πρόκειται για τη χύτευση μοναδικών υλικών όπως το υψηλό - κράματα θερμοκρασίας και κεραμικά, η τεχνολογία 3D εκτύπωσης πρέπει ακόμα να βρει έναν τρόπο εξισορρόπησης των ιδιοτήτων των υλικών με το κόστος τους. Για παράδειγμα, έχουν γίνει κεραμικά υλικά καλούπι άμμου που μπορούν να αντέξουν θερμοκρασίες μέχρι 1600 βαθμούς, αλλά κοστίζουν περισσότερο από τρεις φορές περισσότερο από τα κανονικά υλικά άμμου, γεγονός που τους καθιστά δύσκολο να χρησιμοποιηθούν σε μεγάλες βιομηχανίες.
4. Βιομηχανική πρακτική: Από την "ευαισθησία κόστους" έως τη "δημιουργία αξίας"
Η μεταποιητική βιομηχανία αλλάζει από "ευαίσθητο στο κόστος" σε "δημιουργία αξίας" χάρη στην τεχνολογία 3D εκτύπωσης:
Μικρή παρτίδα προσαρμοσμένη παραγωγή σπάει το αδιέξοδο: Μια εταιρεία αιολικής ενέργειας χρησιμοποιεί 3D εκτύπωση για να κάνει προσαρμοσμένες βάσεις πύργου με "ένα μηχάνημα, ένα τύπο" και χρεώνει 15% περισσότερο για το προϊόν. Στον ιατρικό τομέα, μπορούν να σχεδιαστούν και να παραδοθούν προσαρμοσμένα προσθετικά, ορθολογία και άλλα εξατομικευμένα προϊόντα σε 72 ώρες, με ένα αντίστοιχο σφάλμα μικρότερο από 0,1mm και εξοικονόμηση κόστους 60% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους.
Η καινοτομία στην Ε & Α επιταχύνει την επανάληψη: Οι εταιρείες που κάνουν τους κινητήρες αεροσκαφών χρησιμοποιούν 3D τυπωμένα καλούπια άμμου για να κάνουν γρήγορα πρωτότυπα των θαλάμων καύσης. Αυτό αυξάνει τον αριθμό των επαναλήψεων σχεδιασμού από κατά μέσο όρο 3 έως 12 ετησίως. Ο κύκλος ανάπτυξης για νέα περιβλήματα κινητήρων ενεργειακών οχημάτων έχει μειωθεί από 6 μήνες σε 6 εβδομάδες, εκμεταλλευόμενοι την ευκαιρία της αγοράς.
Αλλαγή σε πράσινη παραγωγή: Η τεχνολογία 3D εκτύπωσης άμμου μειώνει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, μειώνει την παραγωγή άμμου κατά 85% και μπορεί να ανακυκλώσει και να αναζωογονήσει το 100% του υλικού. Χρησιμοποιεί επίσης 40% λιγότερη ενέργεια από τις προηγούμενες μεθόδους και μειώνει τις μεμονωμένες εκπομπές άνθρακα κατά 52%.