Hvordan bestemme om en komponent er egnet for erstatning med metallutskrift?

1. Geometrisk kompleksitet: Å gå utover de fysiske grensene for tradisjonell produksjon
Den største fordelen med metall 3D -utskrift er at den kan gjøre kompliserte geometriske former som andre metoder ikke kan. Metallutskrift er det beste alternativet når delen har følgende funksjoner:
Forbedring av strømningskanalen inne: for eksempel består motormanifolden av ujevn, tynn - veggede rør som alle er en del av det samme stykket. Dette blir kvitt sveisefeilene som følger med standard sveisemetoder og senker væskemotstand med mer enn 30%. En viss luftfartsmotorvirksomhet brukte laser selektiv smelting (SLM) teknologi for å trykke et forbrenningskammer. Den indre kjølekanalen var bare 0,8 mm bred, men likevel økte kjøleeffektiviteten med 45%.
Topologioptimaliseringsstruktur: En gitterstruktur kan finne en balanse mellom letthet og styrke. For eksempel laget en bilprodusent deler for fjæringssystemet som BCC -gitterstrukturer, som reduserte vekt med 62% mens den holdt styrke og økte materialbruk fra 15% i standard subtraktiv produksjon til 92%.
Integrert design: Metallutskrift kan kombinere flere deler til en. Et selskap som lager vindkraftutstyr kombinert 12 stykker i girkassen til en trykt del. Dette kuttet tiden det tok å sette den sammen fra 8 timer til 45 minutter og kuttet sviktfrekvensen med 78%.
Kriterier for evaluering: Hvis delen har fem eller flere uavhengige maskinerte overflater, trenger tre eller flere klemmer og plassering, eller har funksjonsstørrelser mindre enn 0,5 mm som er vanskelig å få ved å bruke standardmetoder, er det geometrisk gjennomførbart for erstatning av metallutskrift.
2. Materiell ytelse: Tilfredsstiller de strenge behovene til veldig tøffe driftsforhold
For å erstatte tradisjonelle prosessprodukter, må metallutskriftsdeler passere verifisering av materielle ytelser:
Matchende mekanisk ytelse: Deler trykt med titanlegering kan ha en strekkfasthet på 1100MPa og en forlengelse på 15%. Dette betyr at de kan brukes i stedet for smidde deler i luftfartsbelastning - lagerstrukturer. En luftfartsvirksomhet har bekreftet at 3D - trykt titanlegeringssatellittbrakett er mer stabil når det gjelder størrelse enn tradisjonelle støpegods, med en endring på bare 0,02 mm/m mellom -196 grader og 350 grader.
Mikrostrukturkontroll: Du kan endre laserkrafttettheten og skannehastigheten for å endre kolonnekrystaller til likeverdige krystaller. Et selskap som gjør at kjernefysisk kraftutstyr forbedret utskriftsmetoden for 316L rustfrie stålventiler for å få ASTM Grade 8 kornstørrelse og gjøre dem tre ganger mer motstandsdyktige mot korrosjon fra kloridioner.
Spesielle funksjonelle behov: Nikkel - basert høy - Temperaturlegeringsdeler laget av Inconel 718 kan håndtere en strekkfasthet på 1200MPa ved 650 grader, noe som er bra for turbinskiver i flymotorer. Et medisinsk selskap laget et koboltkromlegering av hofteleddimplantat som er 99,9% tett takket være Electron Beam Melting (EBM) teknologi. Det er også mer biokompatibelt enn standardstøping.
Slik sjekker du: For å sikre at ytelsesindikatorene oppfyller eller overgår de opprinnelige komponentkriteriene, er mekaniske ytelsestester som strekk, påvirkning og hardhetstesting, samt mikrostrukturverifiseringstester som metallografisk analyse og CT ikke - ødeleggende testing, er nødvendig.
3. Analyse av økonomien: Optimalisering av kostnadene for hele livssyklusen
Vi må se på økonomien med metalltrykk fra følgende vinkler:
Individuell kostnadsfordeling: For titanlegeringsdeler er materialkostnadene 45%(med en 85%pulverutnyttelsesgrad), er kostnadene for avskrivning av utstyr 25%, kostnadene for post - behandling er 20%, og kostnadene for arbeidskraft er 10%. Hvis batchstørrelsen er mindre enn 500 stykker, koster utskriften mindre enn å bruke et fem - Axis Machining Center. Hvis batchstørrelsen er mer enn 2000 stykker, må du tenke på hvordan du deler kostnadene for formen.
Besparelser som ikke er åpenbare: Ved å skrive ut reservedeler kunne en produsent av halvlederutstyr i stand til å selge varelageret sitt 24 ganger i året i stedet for 4 ganger i året. Dette sparte selskapet over 8 millioner yuan i lagringsutgifter hvert år. Lokalisert utskrift kutter nedetidstap fra i gjennomsnitt 500 000 yuan per dag til 80 000 yuan i tilfeller der vedlikehold gjøres eksternt.
Investeringsbetalingsperiode: For eksempel, da et selskap begynte å bruke metallutskrift for å lage muggsopp, gikk tiden det tok å lage en form fra 45 dager til 12 dager, og kostnadene for et enkelt sett med muggsopp gikk fra 120 000 yuan til 78 000 yuan. I løpet av seks måneder ble pengene brukt på utstyr tjent tilbake.
Modell for å ta beslutninger: En del er økonomisk gjennomførbar hvis den passer til følgende forhold:
Liten til middels - størrelse produksjon med et årlig behov for 50 til 2000 stykker
Deler som har en enkelt verdi som er mer enn 2000 yuan og tilfører mye verdi
Mer enn 30% av tiden er etterspørselen etter nødvedlikehold eller skreddersydd arbeid høy.
4. Produksjonssyklus: Den viktigste fordelen med smidig produksjon
Metallutskrift har mange syklusfordeler i følgende situasjoner:
Opprette en ny modell: Ved å skrive ut 20 typer girkasse -prototyper samtidig, kuttet et visst bilfirma utviklingssyklusen fra 18 måneder til 7 måneder og tredoblet antall test iterasjoner.
Øyeblikkelig forsyning av reservedeler: Et vindkraftfirma har satt opp et regionalt utskriftssenter slik at lang - syklus reserve komponenter som bladlager kan leveres på 48 timer, som er 90% raskere enn tradisjonelle måter å få dem på.
Forbedring av inventar og jigger: Ved å skrive ut unike inventar, var et elektronikkfirma i stand til å forbedre presisjonen til SMT -overflaten montering fra ± 0,1 mm til ± 0,03 mm og kutte tiden det tok å skifte ledninger fra 45 minutter til 8 minutter.
Metalltrykk kan fullføre hele prosessen, fra design til levering, på 72 timer, som er 5 til 10 ganger raskere enn tradisjonelle metoder. Det fungerer best når det er mange forskjellige typer produkter og bittesmå partier som må gjøres med store endringer i etterspørselen.
5. Evne til å tilpasse seg forskjellige applikasjonsscenarier: dyp integrering av egenskapene til industrien
Bruken av metallutskrift varierer betydelig blant virksomheter.
Et spesifikt jagerfly til landingsplassen har blitt optimalisert på to måter: ved å trykke strukturelle deler av titanlegering, har det blitt 32% lettere og 15% sterkere. Tiden det tar å svare på vedlikeholdsforespørsler har gått ned fra to uker til 72 timer.
I medisin bruker personaliserte tannimplantater elektronstråles smelteteknologi for å nå en presisjonskontroll på 0,1 mm. Bioaktive belegg har en deponeringseffektivitet som er fem ganger høyere enn for tradisjonelle metoder, og helingstiden for pasienter kuttes med 40%.
Energiverktøy: Et kjernekraftverk bruker trykt dampgenerator varmeoverføringsrør som optimaliserer kornorientering for å gjøre enheten 8% mer termisk effektiv. Den kontinuerlige driftssyklusen varer mer enn 24 måneder, som er et verdensomspennende avansert nivå.
Standarder for tilpasning til industrien:
Aerospace: Hver del må være verdt minst 500 000 yuan og må være veldig lett.
Medisinsk: Må oppfylle ISO 13485 medisinsk sertifisering og gi mulighet for personlig tilpasning
Energi: Trenger ASME trykkfartøysertifisering og kan håndtere temperaturer på minst 500 grader.