Jaké jsou náklady na údržbu kovových forem pro 3D tisk?

一, Náklady na údržbu zařízení: plné investice od hardwaru po software
1. Opotřebení a namáhání klíčových částí a amortizace zařízení
Kovová 3D tisková zařízení, stejně jako technologické zařízení SLM a EBM, jsou velmi drahá. Nejlepší modely mohou stát miliony juanů a náklady na odpisy tvoří velkou část nákladů na údržbu. Například Platinum BLT-S800 má 8 laserů, vysoce přesná zrcadla-, vakuové komory a další důležité součásti. Lasery (vydrží přibližně 20 000 hodin) a zrcadla (vydrží přibližně 50 000 hodin) jsou dvě zásadní součásti, které je po dlouhodobém používání-potřebovat pravidelně vyměňovat. Případová studie výrobce leteckých dílů ukazuje, že výměna základních dílů stojí 40 % ročních nákladů na údržbu jednoho zařízení a výměna laserů stojí více než 60 % celkových nákladů na všechny díly.

2. Inteligentní správa a údržba, která zastaví problémy dříve, než nastanou
Společnosti potřebují nastavit systém preventivní údržby, aby snížily ztráty způsobené náhlými poruchami, které způsobují prostoje. Senzory internetu věcí mohou například sledovat teplotu zařízení, vibrace, výkon a další faktory v reálném čase a algoritmy umělé inteligence mohou tato data použít k odhadu, kdy by mohly nastat problémy. Jistá společnost, která vyrábí formy pro automobily, po použití této techniky snížila počet poruch jejich zařízení o 35 % a náklady na údržbu o 20 %. Také růst systémů sdílení zařízení, jako je síť On Demand Manufacturing společnosti 3D Systems, usnadnil sdílení nákladů na údržbu jednotlivých zařízení tím, že se spojili pracovníci údržby.

3. Aktualizace softwaru a uchovávání dat v bezpečí
Kovový 3D tisk vyžaduje návrhový software (jako SolidWorks nebo Magics) a software pro řezání (jako Autodesk Netfabb). Cena za licencování a upgrade těchto programů by měla být zahrnuta v rozpočtu údržby. Případová studie společnosti, která vyrábí lékařské implantáty, ukazuje, že náklady na upgrade softwaru tvoří asi 15 % celkových ročních nákladů na údržbu. Po upgradu však zlepšení procesu tisku může zvýšit spotřebu materiálu o 10 %, což může pomoci pokrýt část nákladů. Zároveň je utrácení peněz za ochranu dat (jako je šifrovaný přenos a zálohování v cloudu) také implicitní náklad, který nelze přehlédnout, zejména v oblastech, které vyžadují hodně zabezpečení, jako je letecký průmysl.

2, Náklady na správu materiálů: co nejefektivnější celý proces od nákupu až po recyklaci
1. Cena a stabilita dodavatelského řetězce kovového prášku
Hlavním materiálem používaným k výrobě forem pro 3D tisk je kovový prášek. Jeho cenu výrazně ovlivňují věci, jako jsou změny na trhu se surovinami, výrobní metody a kritéria čistoty. Například prášek ze slitiny titanu může stát desítkykrát více než běžné plastové materiály. Také změny v distribuci velikosti částic a tekutosti od různých dodavatelů mohou způsobit odlišnou kvalitu tisku. Případová studie určitého projektu formy lopatek leteckých motorů odhaluje, že podepsání dlouhodobých smluv s dodavateli, zablokování cen prášku a optimalizace pořizovacích dávek snížily náklady na materiál o 18 %.

2. Míra používání prášku a technologie jeho recyklace
Před recyklací musí být neroztavený prášek používaný v kovovém 3D tisku proset, vysušen a ošetřen jinými způsoby. Ale recyklace věcí více než jednou způsobí, že částice budou větší a přidá se více kyslíku, což může poškodit kvalitu tisku. Jistý výrobce forem na konektory pro automobily používá uzavřený-systém správy prášku, který sleduje stav prášku v reálném čase a automaticky mění poměr recyklace. To zvyšuje míru využití prášku ze 75 % na 92 ​​% a snižuje náklady na materiál pro jednu formu o 25 %. Nové způsoby výroby prášků, jako je atomizace plynem, také mohou vytvářet prášky, které jsou více sférické, což snižuje rozstřikování během tisku a dělá je ještě lepšími.

3. Náklady na spotřebu pomocného plynu a energie
Aby kov nezrezl, musí být 3D tisk proveden v prostředí inertního plynu, jako je argon. Náklady na plynný argon tvoří 5 % až 15 % celkových nákladů na tisk a množství jeho použití závisí na procesu tisku a na tom, jak dobře je zařízení utěsněno. Změnou nastavení tisku, jako je ztenčení vrstev a rychlejší skenování, určitý projekt formy z hliníkové slitiny snížil spotřebu argonu o 30 %. Zároveň používání energeticky-úsporných zařízení, jako jsou tiskárny EBM se systémy rekuperace energie, může pomoci snížit náklady na energii. Případová studie ukazuje, že náklady na spotřebu energie jedné formy jsou sníženy o 40 % ve srovnání s konvenčním zařízením.

3, Náklady na optimalizaci procesů: Lean management od změny parametrů po kontrolu kvality
1. Nalezení nejlepších parametrů procesu a nákladů na vyzkoušení věcí
Kvalita a cena 3D tisku s kovem jsou přímo ovlivněny věcmi, jako je výkon laseru, rychlost skenování a tloušťka vrstvy. Na začátku projektu výroby formy pro kotouč letecké turbíny byla chybovost tisku až 30 %, protože parametry nebyly správně stanoveny. Každý pokus a omyl formy stojí více než 50 000 juanů. Společnost snížila náklady na pokusy a omyly na méně než 5 % použitím řešení pro optimalizaci procesů AI, jako je 3D řešení' Obrázek 4 Produkční systém. Zároveň se efektivita tisku zvýšila o 20 %.

2. Náklady na následné-zpracování a aktualizaci automatizace
Kovové 3D tiskové formy je po vyrobení často nutné ošetřit, což může zahrnovat tepelné zpracování, přesné CNC obrábění a leštění. Tyto kroky mohou přidat 15 % až 30 % k celkovým nákladům na formu. Jedna společnost, která vyrábí vstřikovací formy pro automobily, zkrátila čas potřebný k dokončení forem ze 72 hodin na 24 hodin a snížila mzdové náklady o 60 % přidáním automatizovaných post-zpracovatelských linek, jako jsou pětiosé CNC obráběcí stroje a robotické lešticí systémy. Pomocí{11}}technologie monitorování na místě, jako jsou infračervené kamery a senzory taveniny, lze také okamžitě najít tiskové chyby, což snižuje potřebu přepracování-po zpracování.

3. Náklady na testování a kontrolu kvality
Chcete-li zkontrolovat kvalitu kovových forem pro 3D tisk, potřebujete velmi přesné nástroje, jako je CT skenování a souřadnicové měřicí přístroje. Tyto nástroje tvoří 10 % až 20 % celkových nákladů na údržbu. Digitální systém řízení kvality (jako software QMS) byl vytvořen pro konkrétní projekt formy lékařského implantátu. Tento systém automaticky shromažďuje a analyzuje detekční data, což urychluje proces o 50 %. Statistická kontrola procesu (SPC) také snížila míru defektů z 2 % na 0,5 %.

4, Náklady na kontrolu životního prostředí: investice do souladu, od udržování stabilní teploty a vlhkosti až po odstraňování odpadu
1. Požadavky na výrobní prostředí a investice do zařízení
Kovový 3D tisk vyžaduje velmi specifické podmínky pro teplotu, vlhkost a čistotu. Potřebuje také věci, jako jsou dílny se stálou teplotou a vlhkostí a zařízení na čištění vzduchu. Špičková-společnost na zakázku vyrábějící automobily provedla případovou studii a zjistila, že náklady na kontrolu životního prostředí její dílny 3D tisku tvoří 12 % celkových ročních nákladů na údržbu. Optimalizací uspořádání dílny (například použitím místních čisticích jednotek) a inteligentními systémy regulace teploty však spotřeba energie klesla o 25 %.

2. Zbavování se odpadků a dodržování ekologických pravidel
Aby se dodržela pravidla ochrany životního prostředí, úlomky z kovového 3D tisku, jako je neroztavený prášek a podpůrné struktury, musí být tříděny a recyklovány. Konkrétní výrobce leteckých forem vytvořil mechanismus pro recyklaci a opětovné použití 95 % kovového prášku a 80 % podpůrných součástí. Spolupracuje také s odbornými společnostmi na ochranu životního prostředí, aby se zbavila nebezpečného odpadu, což každoročně snižuje náklady na dodržování předpisů o 30 %.