Hogyan lehet meghatározni, hogy egy alkatrész alkalmas -e a fém nyomtatás helyett?

1. geometriai bonyolultság: A hagyományos gyártás fizikai határain túllépve
A fém 3D nyomtatás fő előnye, hogy bonyolult geometriai formákat készíthet, amelyeket más módszerek nem tudnak. A fémnyomtatás a legjobb megoldás, ha az alkatrész a következő funkciókkal rendelkezik:
Az áramlási csatorna belső fejlesztése: Például a motorcsonk egyenetlen, vékony - fallal ellátott csövekből áll, amelyek mind ugyanazon darab részét képezik. Ez megszabadul a hegesztési hibáktól, amelyek a szokásos hegesztési módszerekkel járnak, és több mint 30%-kal csökkentik a folyadék ellenállást. Egy bizonyos repülési motor üzlet lézeres szelektív olvadás (SLM) technológiát alkalmazott egy égési kamra kinyomtatására. A belső hűtési csatorna csak 0,8 mm széles volt, ám a hűtési hatékonyság 45%-kal növekedett.
Topológia optimalizálási felépítése: A rácsszerkezet egyensúlyt találhat a könnyűség és az erő között. Például egy autógyártó alkatrészeket készített a felfüggesztési rendszerhez BCC rácsszerkezetekként, amelyek 62% -kal csökkentik a súlyt, miközben az erőt és az anyaghasználatot a szokásos szubtraktív gyártás 15% -áról 92% -ra emelik.
Integrált kialakítás: A fémnyomtatás több alkatrészt kombinálhat. Egy olyan cég, amely a szélerőműveket 12 darabot kombinálta a sebességváltóban, egy nyomtatott részbe kombinálta. Ez csökkentette azt az időt, amely ahhoz szükséges, hogy 8 óráról 45 percre összerakja, és 78%-kal csökkentse a meghibásodási arányt.
Az értékelés kritériumai: Ha az alkatrésznek öt vagy több független megmunkált felülete van, akkor három vagy több szorításra és helymeghatározásra van szüksége, vagy olyan méretarányú, mint 0,5 mm -nél kisebb, és amelyek nehezen használnak standard módszereket, akkor geometriailag megvalósítható a fém nyomtatás helyettesítéséhez.
2. Anyagi teljesítmény: kielégíti a nagyon kemény működési körülmények szigorú igényeit
A hagyományos folyamattermékek cseréjéhez a fémnyomtatási alkatrészeknek át kell adniuk az anyag teljesítményének ellenőrzését:
Megfelelő mechanikai teljesítmény: A titánötvözet segítségével nyomtatott alkatrészek szakítószilárdsága 1100mPa lehet, és meghosszabbodhat 15%. Ez azt jelenti, hogy felhasználhatók a kovácsolt alkatrészek helyett a - csapágystruktúrákban. Egy repülőgépipar megerősítette, hogy a 3D - nyomtatott titánötvözet -műholdas konzol mérete szempontjából stabilabb, mint a hagyományos öntvények, csak 0,02 mm/m -es változás -196 fok és 350 fok között.
Mikrostruktúra -szabályozás: Megváltoztathatja a lézerteljesítmény sűrűségét és a szkennelési sebességet, hogy az oszlopos kristályokat egyenértékű kristályokká változtassa. Az a vállalat, amely az atomenergia -berendezéseket javította, javította a 316L rozsdamentes acél szelepek nyomtatási módszerét, hogy az ASTM 8. fokozatú gabona méretét kapja, és háromszor rezisztensebbé tegye őket a klorid -ionok korróziójára.
Különleges funkcionális igények: Nikkel - alapú magas - Az Inconel 718 -ból készült hőmérsékleti ötvözet alkatrészek 1200mPa szakítószilárdságát képes kezelni 650 fokos, ami jó a repülőgép -motorok turbinaszemelésekhez. Egy orvosi társaság kobalt króm ötvözet csípő -ízületi implantátumot készített, amely 99,9% -os sűrű az elektronnyaláb -olvadás (EBM) technológiának köszönhetően. Ez szintén biokompatibilisebb, mint a szokásos öntvények.
Hogyan lehet ellenőrizni: Annak biztosítása, hogy a teljesítménymutatók megfeleljenek vagy haladják meg az eredeti komponens kritériumokat, a mechanikai teljesítményteszteket, mint például a szakító, az ütés és a keménységi tesztek, valamint a mikroszerkezet -ellenőrzési tesztek, például a metallográfiai elemzés és a CT nem - Destruktív tesztelésre.
3. A gazdaság elemzése: Az egész életciklus költségeinek optimalizálása
Meg kell vizsgálnunk a fémnyomtatás gazdaságát a következő szögekből:
Egyéni költség -bontás: A titánötvözet alkatrészek esetében az anyagok költsége 45%(85%-os porhasználati arány mellett), a berendezések értékcsökkenésének költsége 25%, a - feldolgozás posta költsége 20%, és a munkaerő költsége 10%. Ha a tétel mérete kevesebb, mint 500 darab, akkor a nyomtatás kevesebb, mint egy öt - tengely megmunkáló központ használata. Ha a tétel mérete több mint 2000 darab, akkor gondolkodnia kell arról, hogyan lehet felosztani a penész költségeit.
A nem egyértelmű megtakarítások: A pótalkatrészek nyomtatásával a félvezető berendezések gyártója évente 24 -szer 24 -szer képes volt eladni a készletét. Ez évente több mint 8 millió jüan -t takarított meg a tárolási kiadások során. A lokalizált nyomtatás csökkenti a leállási veszteségeket napi átlagosan 500 000 jüanról 80 000 jüanra, amikor a karbantartást távolról végzik.
Befektetési megtérülési időszak: Például, amikor egy vállalat elkezdett fémnyomtatást használni az öntőformák készítéséhez, a penészkészítéshez szükséges idő 45 napról 12 napra ment, és az egyetlen öntőkészlet költsége 120 000 jüanról 78 000 jüanra változott. Hat hónapon belül a felszerelésre költött pénzt visszaváltották.
Modell a döntések meghozatalához: A rész gazdaságilag megvalósítható, ha megfelel a következő feltételeknek:
Kis -közepes - méretű termelés, évente 50-2000 darabokra
Azok a részek, amelyeknek egyetlen értéke több mint 2000 jüan, és sok értéket ad
Az idő több mint 30% -a, a vészhelyzeti karbantartás vagy a testreszabott munka iránti igény magas.
4. Termelési ciklus: Az agilis gyártás fő előnye
A fémnyomtatásnak sok ciklus előnye van a következő helyzetekben:
Új modell létrehozása: Ha egyszerre 20 típusú sebességváltó prototípust nyomtat, egy bizonyos autóipari vállalat 18 hónapról 7 hónapra csökkentette a fejlesztési ciklust, és megháromszorozta a vizsgálati iterációk számát.
A pótalkatrészek azonnali ellátása: A szélenergia -társaság regionális nyomtatási központot állított fel úgy, hogy hosszú - ciklusos alkatrészek, mint például a pengék csapágyak, 48 órán belül szállíthatók, ami 90% -kal gyorsabb, mint a hagyományos módszerek.
A szerelvények és jig -ek javítása: Az egyedi berendezések nyomtatásával egy elektronikai cég képes volt javítani az SMT felületének pontosságát ± 0,1 mm -ről ± 0,03 mm -re, és csökkentette a vezetékek 45 percről 8 percre történő cseréjéhez szükséges időt.
A fémnyomtatás befejezheti az egész folyamatot, a tervezéstől a szállításig, 72 órán belül, ami 5-10 -szer gyorsabb, mint a hagyományos módszerek. A legjobban akkor működik, ha sokféle termék és apró tétel létezik, amelyeket nagy kereslet változásaival kell elvégezni.
5. Képesség alkalmazkodni a különböző alkalmazási forgatókönyvekhez: Az ipar tulajdonságainak mély integrációja
A fémnyomtatás alkalmazhatósága jelentősen eltér a vállalkozások között.
Egy speciális vadászgép -futómű kétféle módon optimalizálva volt: a titánötvözet szerkezeti alkatrészeinek nyomtatásával 32% -kal könnyebbé és 15% -kal erősebbé vált. A karbantartási kérelmek megválaszolásához szükséges idő két hétről 72 órára csökkent.
Az orvostudományban a személyre szabott fogászati ​​implantátumok elektronnyaláb -olvadási technológiát használnak, hogy elérjék a precíziós szabályozást 0,1 mm -es. A bioaktív bevonatok lerakódási hatékonysága ötször magasabb, mint a hagyományos módszereké, és a betegek gyógyulási idejét 40%-kal csökkentik.
Energiaszerszámok: Az atomerőmű nyomtatott gőzgenerátor hőátadási csöveket használ, amelyek optimalizálják a gabona tájolását, hogy az egységet 8% -os termikusabbá tegyék. A folyamatos működési ciklus több mint 24 hónapig tart, ami világszerte haladó szint.
Az iparhoz való alkalmazkodás szabványai:
Repülési repülés: Mindegyik résznek legalább 500 000 jüannak kell lennie, és nagyon könnyűnek kell lennie.
Orvosi: meg kell felelnie az ISO 13485 orvosi tanúsításnak, és engedélyeznie kell a személyre szabott testreszabást
Energia: ASME nyomás edényi tanúsításra van szüksége, és képes kezelni legalább 500 fokos hőmérsékletet.