Koliki je trošak održavanja metalnih kalupa za 3D ispis?

一, Trošak održavanja opreme: puna investicija od hardvera do softvera
1. Trošenje i naprezanje ključnih dijelova i amortizacija opreme
Metalna oprema za 3D ispis, poput SLM i EBM tehnološke opreme, vrlo je skupa. Najbolji modeli mogu stajati milijune juana, a trošak amortizacije velik je dio troškova održavanja. Na primjer, Platinum BLT-S800 ima 8 lasera, zrcala visoke-preciznosti, vakuumske komore i druge važne dijelove. Laseri (koji traju oko 20 000 sati) i zrcala (koja traju oko 50 000 sati) dva su ključna dijela koja se moraju redovito mijenjati nakon dugotrajne-upotrebe. Studija slučaja proizvođača zrakoplovnih dijelova pokazuje da zamjena osnovnih dijelova košta 40% godišnjih troškova održavanja jednog uređaja, a zamjena lasera više od 60% ukupnih troškova svih dijelova.

2. Pametno upravljanje i održavanje koje zaustavlja probleme prije nego što se dogode
Tvrtke moraju uspostaviti sustav preventivnog održavanja kako bi smanjile gubitke od iznenadnih kvarova koji stvaraju zastoje. Na primjer, IoT senzori mogu pratiti temperaturu uređaja, vibracije, snagu i druge čimbenike u stvarnom vremenu, a AI algoritmi mogu koristiti te podatke kako bi pogodili kada bi se problemi mogli dogoditi. Određena tvrtka koja proizvodi kalupe za automobile smanjila je broj kvarova opreme za 35%, a troškove održavanja za 20% nakon korištenja ove tehnike. Također, rast sustava dijeljenja uređaja, kao što je On Demand Manufacturing mreža 3D Systems, olakšao je dijeljenje troškova održavanja pojedinačnih uređaja okupljanjem osoblja za održavanje.

3. Ažuriranje softvera i čuvanje podataka na sigurnom
Metalni 3D ispis zahtijeva softver za dizajn (kao što je SolidWorks ili Magics) i softver za rezanje (kao što je Autodesk Netfabb). Cijena licenciranja i nadogradnje ovih programa trebala bi biti uključena u proračun održavanja. Studija slučaja tvrtke koja proizvodi medicinske implantate pokazuje da troškovi nadogradnje softvera čine oko 15% ukupnih godišnjih troškova održavanja. Međutim, nakon nadogradnje, poboljšanje procesa ispisa može povećati potrošnju materijala za 10%, što može pomoći u pokrivanju dijela troškova. U isto vrijeme, trošenje novca na zaštitu podataka (kao što je šifrirani prijenos i sigurnosna kopija u oblaku) također je implicitni trošak koji se ne može zanemariti, posebno u područjima koja zahtijevaju veliku sigurnost, poput zrakoplovstva.

2, Troškovi upravljanja materijalima: učiniti cijeli proces od kupnje do recikliranja što učinkovitijim
1. Cijena i stabilnost lanca opskrbe metalnim prahom
Glavni materijal koji se koristi za izradu kalupa za 3D ispis je metalni prah. Na njegovu cijenu uvelike utječu stvari poput promjena na tržištu sirovina, proizvodnih metoda i kriterija čistoće. Na primjer, prah legure titana može koštati desetke puta više od običnih plastičnih materijala. Također, promjene u distribuciji veličine čestica i protočnosti kod različitih dobavljača mogu uzrokovati različite kvalitete ispisa. Studija slučaja određenog projekta kalupa za lopatice motora zrakoplova otkriva da potpisivanje dugoročnih-ugovora s dobavljačima, zaključavanje cijena praha i optimiziranje serija nabave smanjuju troškove materijala za 18%.

2. Stopa kojom se prah koristi i tehnologija za njegovo recikliranje
Prije recikliranja, neotopljeni prah koji se koristi u metalnom 3D ispisu mora se prosijati, osušiti i tretirati na druge načine. Ali recikliranje stvari više puta će povećati čestice i dodati više kisika, što može oštetiti kvalitetu ispisa. Određeni proizvođač kalupa za automobilske konektore koristi-sustav upravljanja prahom zatvorene petlje koji prati status praha u stvarnom vremenu i automatski mijenja omjer recikliranja. To podiže stopu iskorištenja praha sa 75% na 92% i smanjuje troškove materijala za jedan kalup za 25%. Također, novi načini izrade praha, poput atomizacije plinom, mogu napraviti prah koji je sferičniji, što smanjuje prskanje tijekom ispisa i čini ih još boljim.

3. Troškovi korištenja pomoćnog plina i energije
Kako metal ne bi hrđao, 3D ispis se mora izvoditi u okruženju inertnog plina, poput argona. Trošak plina argona čini 5% do 15% ukupne cijene ispisa, a koliko ćete ga koristiti ovisi o procesu ispisa io tome koliko je oprema zatvorena. Promjenom postavki ispisa, kao što je stvaranje tanjih slojeva i brža brzina skeniranja, određeni projekt kalupa od aluminijske legure smanjio je upotrebu plina argona za 30%. U isto vrijeme, upotreba-uređaja za uštedu energije, poput EBM pisača sa sustavima za obnovu energije, može pomoći u smanjenju troškova energije. Studija slučaja pokazuje da je trošak potrošnje energije jednog kalupa smanjen za 40% u usporedbi s konvencionalnom opremom.

3, Trošak optimizacije procesa: Lean menadžment od promjene parametara do kontrole kvalitete
1. Pronalaženje najboljih parametara procesa i troškova za isprobavanje stvari
Na kvalitetu i cijenu 3D ispisa s metalom izravno utječu stvari poput snage lasera, brzine skeniranja i debljine sloja. Na početku projekta izrade kalupa za disk turbine zrakoplova, postotak neuspjeha ispisa bio je čak 30% jer parametri nisu bili ispravno postavljeni. Svaki pokušaj i pogreška kalupa koštaju više od 50 000 juana. Tvrtka je smanjila troškove pokušaja i pogrešaka na manje od 5% korištenjem rješenja za optimizaciju procesa umjetne inteligencije poput 3D rješenja Slika 4 Proizvodni sustav. Istodobno je učinkovitost ispisa porasla za 20%.

2. Troškovi naknadne-obrade i automatizacije nadogradnje
Metalne kalupe za 3D ispis često je potrebno tretirati nakon što su izrađeni, što može uključivati ​​toplinsku obradu, CNC preciznu strojnu obradu i poliranje. Ovi koraci mogu dodati 15% do 30% cjelokupnoj cijeni kalupa. Jedna tvrtka koja proizvodi kalupe za brizganje automobila skratila je vrijeme potrebno za završetak kalupa sa 72 sata na 24 sata i smanjila troškove rada za 60% dodavanjem automatiziranih linija za naknadnu-obradu, poput pet-CNC alatnih strojeva i robotskih sustava za poliranje. Korištenje-tehnologije nadzora na licu mjesta kao što su infracrvene kamere i senzori bazena taline također mogu odmah pronaći greške pri ispisu, što smanjuje potrebu za naknadnom-obradom.

3. Troškovi ispitivanja i kontrole kvalitete
Za provjeru kvalitete metalnih kalupa za 3D ispis potrebni su vam vrlo precizni alati poput CT skeniranja i instrumenti za mjerenje koordinata. Ovi alati čine 10% do 20% ukupnih troškova održavanja. Digitalni sustav upravljanja kvalitetom (poput QMS softvera) postavljen je za određeni projekt kalupa za medicinske implantate. Ovaj sustav automatski prikuplja i analizira podatke o detekciji, što ubrzava proces za 50%. Statistička kontrola procesa (SPC) također je smanjila stopu grešaka s 2% na 0,5%.

4, Troškovi kontrole okoliša: ulaganja u usklađenost, od održavanja stabilne temperature i vlažnosti do uklanjanja smeća
1. Zahtjevi za proizvodno okruženje i ulaganja u objekte
Metalni 3D ispis zahtijeva vrlo specifične uvjete za temperaturu, vlažnost i čistoću. Također su mu potrebne stvari poput radionica s dosljednom temperaturom i vlagom te opremom za pročišćavanje zraka. Vrhunska-tvrtka za automobile po narudžbi napravila je studiju slučaja i otkrila da je trošak kontrole okoliša njene radionice za 3D ispis 12% ukupnih godišnjih troškova održavanja. Međutim, optimiziranjem rasporeda radionice (na primjer, korištenjem lokalnih jedinica za pročišćavanje) i pametnim sustavima kontrole temperature, potrošnja energije smanjena je za 25%.

2. Riješiti se smeća i poštivati ​​ekološka pravila
Kako bismo slijedili ekološka pravila, ostatke od metalnog 3D ispisa, poput neotopljenog praha i potpornih struktura, potrebno je sortirati i reciklirati. Određeni proizvođač kalupa za zrakoplove postavio je mehanizam za recikliranje i ponovnu upotrebu 95% metalnog praha i 80% pratećih komponenti. Također radi sa stručnim tvrtkama za zaštitu okoliša kako bi se riješili opasnog otpada, što smanjuje troškove usklađivanja za 30% svake godine.