Je post-zpracování skutečně nejdražší součástí 3D tisku kovů?

Většina-kupujících, kteří nakupují poprvé, předpokládá, že největším nákladem při 3D tisku kovů je samotný laserový spékací stroj. Mýlí se.

U typického 3D tištěného dílu z hliníkové slitiny může následné{1}}zpracování činit 40–50 % celkového účtu (Wohlers Report 2024). Skutečný krok tisku je často menší než třetina. Tento článek vám poskytuje upřímný, daty{7}}podložený rozpis celkových nákladů na kovový 3D tisk, odhaluje skryté náklady na výrobu kovových přísad a přesně ukazuje, proč má 3D tisk z hliníkové slitiny jedinečný nákladový profil. Uvidíte také, jak jeden klient využil tuto statistiku ke snížení celkových výdajů o 31 %-a jak můžete udělat totéž.

Orientační rozdělení nákladů - Hliníková část AM (jedna jednotka)

Doba sestavení stroje: 32 %

Po{0}}zpracování: 45 %

Materiál prášek: 14%

Design a nastavení: 9 %

Reprezentativní údaje o jedné-jednotce - Wohlers 2024 / Fraunhofer IAPT 2022. Dávková výroba posouvá podíl po-zpracování až na ~35–40 %.

Rozdělení celkových nákladů na kovový 3D tištěný díl - nejen na konstrukci

Celkové náklady na kovový 3D tisk tvoří čtyři čiré kbelíky. Jejich pochopení je nejrychlejší způsob, jak přestat přeplácet.

Strojní čas / náklady na sestavení (hodiny laseru, inertní plyn, amortizace stroje) - toto je část, kterou každý uvádí jako první.

Materiál (cena prášku, obnovovací frekvence a odpad) - dražší, než si myslíte, protože s hliníkovým práškem je třeba zacházet opatrně, aby nedošlo k oxidaci.

Následné{0}}zpracování (celý řetězec od zmírnění stresu až po konečnou kontrolu) - zde mizí skutečné peníze.

Návrh, nastavení a inženýrství (kontrola DfAM, vnoření, návrh podpory) - často podceňované, ale pro úspěch zásadní.

Tisk je rychlý. Dokončení je místo, kde hodiny stále běží. McKinsey (2023) uvádí, že v průmyslovém metalovém průmyslu je samotná práce po zpracování-průměrně 3–4násobkem doby provozu stroje v hodinách.

Náklady na 3D tisk z hliníkové slitiny na díl jsou obzvláště citlivé na toto rozdělení. Náklady na konečnou úpravu hliníkových dílů SLM se po dokončení stavby často stávají dominantní položkou.

Proč má 3D tisk z hliníkové slitiny vyšší-než-průměrný podíl po-zpracování

Hliník se chová jinak než titan nebo nerezová ocelkovový 3D tiska tento rozdíl se téměř úplně projeví při následném{0}}zpracování.

AlSi10Mg a Al7075 vyžadují přesné cykly-odlehčení napětí. Špatně nastavte teplotu nebo rychlost chlazení a díl se zdeformuje.

Přirozená oxidová vrstva hliníku komplikuje spojování, těsnění a povlakování mnohem více než jiné kovy.

Eloxování - velmi běžná povrchová úprava pro 3D tisk příslušenství z hliníkové slitiny - vyžaduje přísně kontrolovanou přípravu povrchu. Na cílech Ra záleží mnohem více než na oceli.

Kombinace hliníkové slitiny a technologie 3D tiskuvytváří vyšší poréznost povrchu než tradiční litý hliník, takže funkční povrchy vyžadují zvýšenou pozornost.

Když je zadáno eloxování -, změní se tím nákladová rovnice

Eloxování přidává znatelnou prémii, protože -potištěný povrch musí být upraven na konzistentní Ra, než může proces začít. Článek z roku 2023 v časopise Additive Manufacturing zjistil, že hliníkové AM díly s požadavky na funkční povrch mají o 25–35 % vyšší náklady na zpracování- než ekvivalentní titanové díly -, i když samotný surový hliníkový prášek je levnější.

Náklady na eloxování hliníku 3D tiskem se proto stávají jednou z nejjednodušších pák, kterou lze zatáhnout, jakmile pochopíte požadavky.

Byly hodnoceny kroky-zpracování, které stojí nejvíce -

Zde je praktické hodnocení typických hliníkových AM dílů:

CNC obrábění funkčních povrchů (30–40 % celkových nákladů na následné zpracování{2}}) Kritické rozměry a těsnicí plochy musí být opracovány s tolerancí. Tento krok je vysoce pracný- a stroj-náročný.

Odlehčení pnutí / tepelné zpracování s certifikovanými záznamy cyklu Požadováno pro každý konstrukční díl. Certifikovaná dokumentace zvyšuje náklady, ale v mnoha odvětvích o ní nelze-vyjednávat.

Povrchová úprava - tryskání, leštění, eloxování Cena se velmi liší v závislosti na přesném Ra a kosmetických specifikacích, které si vyberete.

Inspekce - CMM nebo 3D skenovací měřítka se složitostí součásti spíše než s velikostí dávky.

Podpora odstraňování a ruční čištění Často se podceňuje. Vysoce pracné-na složitých geometriích.

HIP (Hot Isostatic Pressing) Drahé na cyklus, ale dobře se amortizuje, jakmile dosáhnete středních objemů.

Je dodatečné{0}}zpracování drahé v metal AM? Ano -, ale největší pákou je téměř vždy specifikace, nikoli samotný proces. Kupující, kteří příliš-určují povrchovou úpravu a toleranci na-nekritických površích, doslova platí za přesnost, kterou nikdy nevyužijí.

Snížení celkových výrobních nákladů metal AM začíná zde.

Případová studie Sunhingstones: jak se jeden projekt hliníkového příslušenství změnil z předraženého na optimalizovaný

Zdroj OEM spotřební elektroniky3D tisk doplňků z hliníkové slitiny- konstrukční držáky a-kryty rozptylující teplo - pro novou produktovou řadu.

V nabídce předchozího dodavatele dominovalo post-zpracování: zrcadlové-specifikace leštění aplikované na každý povrch, individuální kontrola souřadnicového měřicího stroje na každém jednotlivém dílu a úplná eloxace i na -neviditelných vnitřních plochách.

Jako výrobce 3D tisku z hliníkové slitiny náš technický tým ve společnosti Sunhingstones zkontroloval výkresy a zjistil, že 60 % plochy povrchu nemá žádné funkční požadavky na tuto úroveň povrchové úpravy. Navrhli jsme revidovanou specifikaci: Ra 1,6 pouze na konstrukčních plochách, Ra 3,2 jinde, dávkový CMM (1 na 10 dílů) a eloxování omezené na vnější plochy.

Výsledek: 31% snížení celkových nákladů na součást, zkrácení dodací lhůty první objednávky o 11 dní a nezměněný kosmetický vzhled pro koncového zákazníka.

Společnost Sunhingstones za účelem shody s exportem poskytla úplnou dokumentaci ke sledovatelnosti materiálu a procesů -, která je stále více vyžadována Evropskou asociací bezpečnostních transportů (ESTA)-sladěnými standardy zadávání zakázek pro přeshraniční-průmyslové zboží. Naše továrna na kovový 3D tisk v Číně dodává velkoobchodně hliníkové 3D tištěné díly s kompletní vestavěnou dokumentací.

Náklady na následné{0}}zpracování vs. náklady na stroj: které byste se měli pokusit snížit jako první?

Ano - post-zpracování je často jedním z největších nákladů v metal AM.

Ale je také tím nejvnitřnějšímvašeřízení. Cena stroje je z velké části dána volbou technologie a materiálu. Náklady na následné-zpracování jsou přímou funkcí vámi nastavených specifikací.

Nejchytřejší kupující se jednoduše neptají: "Můžete to vytisknout levněji?" Ptají se: "Kde ve specifikaci post{0}}zpracování můžeme najít cenu, aniž bychom ztratili funkci?"

Fraunhofer IAPT (2022) zjistil, že až 60 % nákladů na následné{2}}zpracování hliníku AM může být ovlivněno rozhodnutími o designu a specifikacích učiněných před položením první práškové vrstvy.

Pět praktických způsobů, jak snížit celkové náklady na kovový 3D tisk - ode dneška

Zmapujte své požadavky na povrch -, ne každý povrch potřebuje stejné specifikace povrchové úpravy.

Než bude orientace sestavení uzamčena, požádejte svého dodavatele o zpětnou vazbu DfAM.

Dávkové náklady na nastavení - po{1}}zpracování se rychle amortizují na více dílů.

Položte si otázku, zda je HIP skutečně -kritický pro aplikaci, nebo je pouze výchozím nastavením dodavatele.

Vyžádejte si podrobnou cenovou nabídku - jakýkoli renomovaný dodavatel 3D tisku z hliníkové slitiny může provést následné-zpracování řádek po řádku.

Cílem není nejlevnější nabídka -, je to nejlepší hodnota pro to, co váš díl skutečně potřebuje udělat.

FAQ

Je následné{0}}zpracování skutečně nejdražší součástí 3D tisku kovů?

Ano. U jednotlivých hliníkových dílů to obvykle představuje 40–50 % celkových nákladů

Kolik přidá dodatečné{0}}zpracování k ceně kovového 3D tištěného dílu?

Při běhu jedné-jednotky může přidat 40–50 %. V dávkové výrobě podíl obvykle klesá na 35–40 %, protože náklady na nastavení jsou sdíleny.

Proč je 3D tisk hliníku drahý na konečnou úpravu ve srovnání s jinými kovy? Přirozená oxidová vrstva hliníku, potřeba přesného odlehčení pnutí a vyšší poréznost povrchu po SLM, to vše vede k dalším dokončovacím krokům -, zvláště když je vyžadována eloxace.

Jaká je cena kombinace hliníkové slitiny a technologie 3D tisku v porovnání s CNC?

U složitých, nízko{0}}až{1}}středně objemných geometrií s vnitřními prvky je kovový 3D tisk obvykle levnější než CNC. Bod zlomu-z velké části závisí na složitosti součásti a specifikacích po-zpracování.

Jaké následné{0}}zpracování obvykle potřebuje 3D tištěné hliníkové příslušenství?

Odlehčení/tepelné zpracování, odstranění podpory, povrchová úprava (tryskání/leštění/eloxování) a kontrola (CMM nebo 3D skenování).

Jak mohu získat levnější nabídku na kovový 3D tisk bez ztráty kvality?

Postupujte podle pěti výše uvedených praktických kroků a vždy si vyžádejte podrobný rozpis. Úspory téměř vždy pocházejí z chytřejších specifikací spíše než z ořezávání při sestavování.

Reference

Wohlers Report 2024 - wohlers.com

McKinsey & Company: "Additivní výroba: Příští revoluce v průmyslové výrobě" (2023) - mckinsey.com

Fraunhofer IAPT: "Cost Structures in Metal Additive Manufacturing" (2022) - iapt.fraunhofer.de

Additive Manufacturing Journal: "Post{0}}porovnání nákladů na zpracování napříč kovovými AM materiály" (2023) - sciencedirect.com/journal/additive-manufacturing

ISO/ASTM 52904: Dokumentace k procesu aditivní výroby - iso.org

ASTM B209: Standardní specifikace pro hliník a hliník-slitinové plechy a plechy - astm.org

America Makes & ANSI AMSC AM Standardization Roadmap v2.0 - america-makes.us

European Security Transport Association (ESTA): aktualizace souladu s přeshraničními-průmyslovými dodavatelskými řetězci - esta-cash.eu