Kuidas mõjutab töötlemisaeg{0}}metallist 3D-prinditud autoosade üldist tarnetsüklit?

Kõigile, kes töötavad autode tarneahelas metallist 3D-printimise autoosadega, kõlab see stsenaarium koheselt. Lisatootmise lubadus - kiirem projekteerimise iteratsioon, lühemad tööriistade tööajad, keeruka geomeetriaga tootmine nõudmisel - on reaalne ja hästi-dokumenteeritud. Kuid tarnetsükkel, mida kliendid kogevad, ei ole ainult printimistsükkel. See on printimistsükkel pluss toe eemaldamine, kuumtöötlus, pinnaviimistlus, pluss kontroll, pluss igasugune ümbertöötamine, mille käivitavad marginaalsed tulemused. Ja paljudes saadetes on see teine ​​pool pikem kui esimene.

Selles artiklis uuritakse täpselt, kuidas aitab järeltöötlemine kaasa 3D-prinditud autode metallosade tarnetsükli koguaega, tuvastab etapid, mille puhul aega kõige sagedamini kaob, ning tugineb avaldatud tööstusuuringutele ja Sunhingstonesi tootmisandmetele, et selgitada, kuidas näeb hästi-konstrueeritud järeltöötlemise{3}}töövoog praktikas välja. Selle seose mõistmine ei ole akadeemiline ülesanne: autotööstuse tarneahelates, kus vahelejäänud tarneaken võib käivitada trahvi liini peatamise eest, mõõdetakse kümne{5}}päevase ja üheksateistkümne{6}}päevase teostusaja vahet lepinguliste tagajärgede alusel.

Metallist 3D-printimise tarnetsükli anatoomia

Metallist 3D-printimisega autoosade kogu tarnetsükkel koosneb viiest järjestikusest faasist. Igal etapil on nominaalne kestus, mis kajastab juhtumi parimat-täitmist, ja realistlik kestus, mis peegeldab praktikas esinevat varieeruvust, järjekorda ja ümbertöötamist. Nende kahe arvu vahe on see, kus tarnejõudlus võidetakse või kaotatakse.

1. etapp: ehituse ettevalmistamine ja ajastamine

Enne ühe kihi sulatamist peavad osad olema orienteeritud ja pesastatud ehituskambrisse, tugistruktuurid tuleb luua ja üle vaadata ning koostamine tuleb ajastada olemasoleva masina võimsusega. SLM-i 3D-printimise sõidukiosade puhul võtab ehituse ettevalmistamine tavaliselt neli kuni kaheksa tundi projekteerimisaega. Ajastamine sõltub masina saadavusest: ehitamine, mida ei saa kohe alustada, siseneb järjekorda, mis suure-kasutusega seadmetes võib kogu tsüklile lisada kaks kuni viis päeva.

Fraunhoferi Lasertehnoloogia Instituudi (Fraunhofer ILT) 2022. aasta võrdlusuuringus leiti, et ajakava koostamine ja ehituse ettevalmistamine moodustasid 42 küsitletud autolisandite tootmisprogrammis keskmiselt 18% kogu tarnetsükli ajast -, mis tõusis 28%-ni rajatistes, mille ruumides on üle 85%. See tähendab, et masina kasutamine, kuigi see on kaubanduslikult soovitav, surub ajakava puhvrit kokku ja suurendab tsükliaja muutlikkust.

2. etapp: ehitage ise

SLM-i koostamine on klientidele kõige nähtavam ja tarnijate hinnapakkumistes kõige sagedamini viidatud faas. Autode 3D-prinditud metallosade ehitusaeg sõltub osade mahust, kihtide arvust ja konstruktsiooni kohta paigutatud osade arvust. Alumiiniumist AlSi10Mg tüüpiline kronstein või korpuse komponent 30–60 μm kihi paksusega valmib tavaliselt 8–24 tunniga. Terasest või titaanist konstruktsioonikomponendid peenemate kihtide paksusega võivad kesta 24–60 tundi või rohkem.

Kriitiliselt on ehitusaeg tarnetsükli kõige prognoositavam element. SLM-i ehitamise kestus on pärast ehitusfaili ettevalmistamist deterministlik: see ei sõltu operaatori saadavusest, ahju ajakavast ega kontrolli tulemustest. See prognoositavus annab tarnijatele täpsed andmed koostamisfaasi - kohta ja kipub neid alahindama kogu tsükliaega, kuna ehitusjärgsed etapid on- palju vähem prognoositavad.

3. etapp: posti{1}}töötlemine

Järel{0}}töötlus on kõige varieeruvama ja enamiku programmide puhul kõige pikema kogukestuse faas. SLM-i 3D-printimise sõidukiosade{3}}järeltöötlus hõlmab tavaliselt järgmist:

Ehituse jahutamine ja pulbri eemaldamine:2–8 tundi, olenevalt osa suurusest ja kambri jahutuskiirusest. Ei saa kiirendada ilma termilise moonutamise või reaktiivsete sulamite oksüdeerumise riskita.

Stressi leevendamise kuumtöötlus:4–12 tundi tsükliaega, millele lisandub järjekord ahju saadavuse ootel. Ühise ühisahjuga rajatistes võib järjekorda lisada kaks kuni neli päeva.

Juhtme EDM või käsitsi tugi eemaldamine:30 minutit kuni 8 tundi ühe osa kohta, olenevalt tugigeomeetriast ja operaatori oskustest. Jada kõige muutuvam ja tööjõust-sõltuvam etapp.

Pinnaviimistlus (pritsipuhastus, mehaaniline töötlemine või elektropoleerimine):1–4 tundi osa kohta tüüpiliste autoosade puhul, kauem sisemiste kanalite või keerukate välisprofiilidega osade puhul.

Mõõtmete kontroll (CMM):1–3 tundi osa kohta, millele lisandub CMM-i saadavuse järjekord. Kui tulemused on marginaalsed, lisab uuesti-mõõtmine ja paigutuse ülevaatus aega.

Ajakirjas International Journal of Production Research avaldatud 2023. aasta uuring analüüsis 31 autolisandite tootmisprogrammi tarnetsükli andmeid ja leidis, et järeltöötlus moodustas keskmiselt 58% tarnetsükli koguajast. Programmides, kus ehitustsükkel kestis 24 tundi või vähem, ületas järeltöötluse osa-70%. Uuringus tuvastati, et ahju järjekorra aeg ja tugi eemaldamine on kaks suurimat individuaalset panustajat, mis moodustavad kokku ligikaudu 35% keskmise programmi tsükli koguajast.

4. etapp: kvaliteedikontroll ja dokumentatsioon

Mõõtmete ülevaatust ja kvaliteedidokumentatsiooni käsitletakse sageli järeltöötluse-viimasena, kuid need väärivad eraldi käsitlemist, kuna need on etapp, mis tekitab kõige tõenäolisemalt ümbertöötlemise ahelaid. Osa, mis kümnepäevase tsükli lõpus CMM-i kontrollimisel ebaõnnestub, ei võta lihtsalt lisatundi: see siseneb uuesti-järeltöötluse järjekorda mis tahes etapis, mis on vajalik mittevastavuse kõrvaldamiseks, lisades potentsiaalselt kogu tsüklile mitu päeva.

Sestmetallist 3D prinditavad autoosadtarnitakse IATF 16949-reguleeritud autotööstuse klientidele, kvaliteedidokumentatsiooni nõuded on olulised: mõõtmete aruanded, materjalide sertifikaadid, protsessikirjed iga järeltöötlusetapi kohta ja jälgitavus, mis ühendab iga osa selle ehitus- ja partiikirjetega. Selle dokumentatsioonipaketi tagantjärele kokkupanemine -, mitte selle jäädvustamine reaalajas tootmise ajal – võib tsüklile lisada ühe kuni kaks päeva isegi siis, kui kõik osad vastavad nõuetele.

5. etapp: pakkimine, logistika ja kliendi vastuvõtt

Viimane faas on lühim, kuid kõige vähem kontrollitav: transiidiaeg tarnijalt kliendi rajatisse. Just-õigeaegsete-tarnenõuetega autoprogrammide puhul on transpordi usaldusväärsus sama oluline kui transpordikiirus. Osal, mis tarnitakse 14-päevase tarneaja kohustuse 12. päeval, ei ole logistika erandi tegemiseks varu.

Neli järel{0}}töötlusetappi, mis kõige sagedamini pikendavad tarnetsükleid

Kuumtöötluse järjekorra aeg

Kõigist järeltöötluse{0}}etappidest alahinnatakse tarnetsükli planeerimisel kuumtöötluse järjekorra aega kõige järjekindlamalt. Pinge leevendamine ei ole SLM-i 3D-printimise sõidukiosade puhul valikuline: SLM-i alumiinium- ja teraskomponentide-jääkpinged võivad läheneda või ületada materjali voolavuspiiri, põhjustades töötlemata jätmise korral moonutusi või enneaegset väsimust. Ravi ise võtab aega neli kuni kaksteist tundi. Kuid rajatises, kus üks ahi teenindab mitut programmi, võib järjekord iga ehituse ees olla päevi, mitte tunde.

2022. aastal avaldatud tootmistehnoloogia keskuse (MTC, UK) uuring näitas, et kuumtöötlemise ajakava varieeruvus põhjustas tarnetsükli aja ettearvamatust peamiselt lisaainete tootmisprogrammides. Variatsioonikoefitsient (CV) on 0.68 -, mis tähendab, et ahju tegelik ooteaeg varieerus 68% võrreldes tegeliku keskmisega. Võrdluseks, ehitamise kestuse CV oli 0,09. Teisisõnu, ehitamine on ligi üheksa korda prognoositavam kui ahju järjekord.

Lahendus pole kiirem kuumtöötlus - tsükliaegu reguleerib metallurgia, mitte läbilaskevõime eelistus. Lahendus on spetsiaalne ahju ajastamine korduvate programmide jaoks, partiide koondamine programmide vahel, et maksimeerida ahju kasutust tsükli kohta, ja ahju võimsuse nähtavus reaalajas-, et programmijuhid saaksid tarnimistsükleid esitada ahju tegeliku, mitte oletatava saadavuse põhjal.

Toetage eemaldamise varieeruvust

Tugistruktuuri eemaldamine jaoksSLM 3D prinditavad sõidukiosadon kõige operaatorist-sõltuv samm järel-töötlemise järjestuses ja kõige tundlikum detaili geomeetria suhtes. Standardsete tööriistadega ligipääsetavate tugede eemaldamiseks kulub minuteid. Piiratud ruumides, õhukestel seintel või sisekanalites olevad toed võivad vajada spetsiaalseid tööriistu, pikemat käsitsitööd või isegi elektromagnetilise töötluse lõikamist -, mis võtab pigem tunde kui minuteid ja toob kaasa detaili pinnakahjustuse ohu.

EOS GmbH ja Müncheni tehnikaülikooli uuring (2021) leidis, et SLM-i autoklambrikoostude tugi eemaldamise aeg varieerus 3,8 korda sama toimingut sooritavate kiireimate ja aeglasemate operaatorite vahel. See varieeruvus väljendub otseselt tarnetsükli ettearvamatus: osa, mille ühe operaatori ärajätmine võtab aega 45 minutit, võtab teisega ligi kolm tundi ja kumbagi numbrit ei edastata kliendile esialgses tarneaja pakkumises.

Peamine leevendus-disain{-lisaainete-tootmiseks (DfAM). Minimeeritud tugimahu,{4}}isetoetavate üleulatuvate osade ja ligipääsetavate toe kinnituspunktidega ümber kujundatud osad vähendavad Sunhingstonesi tootmiskogemuses pidevalt toe eemaldamise aega 30–50%. Korduvate autotööstuse programmide puhul viib Sunhingstones läbi kõigi uute osade disainilahenduste DfAM-ülevaatuse enne tootmise kvalifitseerimist, keskendudes konkreetselt toe eemaldamise tõhususele koos geomeetrilise optimeerimisega.

CMM-i kontrolli läbilaskevõime

Koordinaatide mõõtmismasina (CMM) kontroll on kvaliteedivärav, mille iga 3D-prinditud auto metallosa peab enne saatmist läbima. Programmide puhul, mille tolerants on mitme kriitilise mõõtme puhul - tüüpiline autotööstuse konstruktsioonikomponentidele -, võib ühe osa CMM-i mõõtmiseks kuluda üks kuni kaks tundi, sealhulgas kinnitus, mõõtmine ja aruannete koostamine. Ühe CMM-i ja mitme samaaegse programmiga rajatises võib ülevaatuse järjekord pikendada tarnetsükleid terve tööpäeva või rohkema võrra.

Skaleeritav lahendus on statistiline protsessijuhtimine (SPC). Kui tootmisprotsess on näidanud püsivat võimekust -, mida tavaliselt tõendab kriitiliste mõõtmete Cpk, mis on suurem või võrdne 1,33, 30 või enama osaga - 100% CMM-i kontrolli võib asendada SPC-seirega valimipõhise kontrolliga-. 2022. aasta ajakirjas Journal of Manufacturing Systems avaldatud artiklis leiti, et üleminek 100% CMM-i kontrollilt SPC-põhisele proovivõtule vähendas korduva autotööstuse lisandite tootmisprogrammi kontrollitsükli kestust 64% võrra, ilma et väljalangemiste arv suureneks.

Töötage ümber ja{0}}kontrollige silmuseid uuesti

Ümbertöötlemine on järeltöötluse tõrkerežiim, millel on kõige suurem mõju tarnetsükli ajale, kuna see on mittelineaarne: osa, mis vajab ümbertööd, ei kaota lihtsalt ümbertöötamiseks vajalikku aega -, vaid kaotab oma positsiooni igas allavoolu järjekorras (ahi, CMM, viimistlus) ja peab need uuesti-sisestama, sageli lõpus. Ümbertöötlemissündmus, mis võtab neli tundi tegelikku tööd, võib lisada tarnetsüklile neli kuni kaheksa päeva kulunud aega, kui see käivitab piiratud rajatises uuesti järjekorda.

Kõige tõhusam leevendus on ülesvoolu protsessi juhtimine: tagades, et ehitusparameetrid, tugikonstruktsioon ja kuumtöötlemise tsükkel on enne tootmist piisavalt valideeritud, et ümbertöötlemissündmusi juhtuks harva. SLM-i 3D-printimiseks mõeldud sõidukiosade puhul seab Sunhingstones tootmisvalmiduse kriteeriumiks 97% või enama esmakordse tootlikkuse. Programme, mis ei suuda seda tootlust kvalifitseerimisel näidata, seeriatootmisse ei lubata, olenemata prindikvaliteedist, kuna ümbertöötamise risk kujutab endast lubamatut tarnetsükli kokkupuudet.

Juhtumiuuring: SLM-i 3D-printimise sõidukiosade tarnetsükli aja vähendamine Sunhingstonesis

2023. aasta -keskpaigas kaasas Saksa autotööstuse 1. taseme tarnija Sunhingstonesiga alumiiniumist AlSi10Mg vedrustuskonsoolide prototüüpide seeria tootmiseks ja seejärel programmi üleviimiseks seeriatootmisele 120 ühikuga kuus. Esialgne prototüübi tarnetsükkel oli 18 päeva -, mille klient nõustus arendusega, kuid väitis, et see oli kaubanduslikult vastuvõetamatu, kuna nende koosteliinil oli vaja maksimaalselt 10-päevast tellimusest vastuvõtmiseni tsüklit.

Tsükli aja analüüs

Sunhingstonesi tootmisinseneride meeskond viis prototüübiprogrammis läbi üksikasjaliku tsükliaja jaotuse, mõõtes iga faasi jaoks kulunud aega:

Ehituse ettevalmistamine ja ajakava koostamine: 1,5 päeva (sh 1-päevane masinajärjekord)

SLM-i ehitamine: 1,2 päeva (28 tundi kihi paksusega 40 μm)

Jahutamine ja pulbri eemaldamine: 0,4 päeva

Kuumtöötlus (koos ahjujärjekorraga): 3,1 päeva (0,5 päeva tsükkel, 2,6 päeva järjekord)

Toe eemaldamine: 1,8 päeva (käsitsi, muutuv)

Liidespindade CNC-töötlus: 1,2 päeva

Helmeste puhastamine: 0,3 päeva

CMM-i kontroll ja aruanne: 1,4 päeva (kaasa arvatud üks kordusmõõtmissündmus)

Dokumentatsiooni kokkupanek ja saatmise ettevalmistamine: 0,8 päeva

Kokku: 11,7 päeva pärast töötlemist-kulunud aeg 18,0 päevast kokku - 65% tsüklist. Ainuüksi ahju järjekord moodustas 14% kogu tsükli ajast.

Parendusmeetmed

Analüüsi põhjal rakendas Sunhingstones enne seeriatootmise käivitamist järgmised muudatused:

Spetsiaalne ahju ajakava:Fikseeritud stressi leevendamise pesa reserveeriti kaks korda nädalas ainult selle programmi jaoks, kõrvaldades keskmise 2,6-päevase järjekorra. Kuumtöötlemise aeg vähenes 3,1 päevalt 0,7 päevale.

DfAM-i toe ümberkujundamine:Järgu orientatsiooni muudeti ja kolm tugimanuse funktsiooni kujundati ümber isetoetavaks-. Käsitsi eemaldamise aeg vähenes 1,8 päevalt 0,7 päevale.

Paralleelne töötlemine:CMM-i ülevaatus algatati samast järgust valminud osadele enne, kui kõik osad olid järeltöötlemise{0}}lõpetanud, võimaldades dokumentatsiooni koostamist alustada paralleelselt, mitte järjestikku. Dokumentatsiooni koostamise aeg vähenes 0,8 päevalt 0,3 päevale.

SPC kvalifikatsioon:30-osaline võimeuuring tuvastas kõigi kaheksa kriitilise mõõtme puhul Cpk, mis on suurem või võrdne 1,41. CMM-i kontroll viidi üle 20% proovivõtule koos SPC monitooringuga. Kontrollimise aeg vähenes 1,4 päevalt 0,4 päevale.

Tulemus

Saavutatud seeriatootmise tarnetsükkel: keskmiselt 9,2 päeva, maksimaalselt 10,1 päeva esimese kuue tootmiskuu jooksul. Ahjujärjekorra kaotamine oli suurim panus, mis moodustas 2,4 8,8-päevasest paranemisest. Esimese läbimise tootlus oli 98,3% esimese 720 toodetud ühiku kohta.

Tulemus: tarnetsükkel lühenes 18 päevalt 9,2 päevale - 49% võrra. Järel{5}}töötluse aeg vähenes 11,7 päevalt 5,8 päevale. Esma-tootlus 98,3% seeriatootmise 720 ühiku kohta.

Tööstusstandardid ja autotööstuse lisaainete tootmise maastik

Autotööstuse seotus metallide 3D-printimisega on alates 2020. aastast märkimisväärselt kiirenenud. 2023. aasta Wohlersi aruande kohaselt oli autotööstus kolmandat aastat järjest metallilisandite tootmise suurim lõppkasutussektor kolmandat aastat järjest, moodustades ligikaudu 22% metallist järelturu osade toodangust. Üleminek prototüübilt{6}}ainult seeriatootmisrakendustele on edenenud ning konstruktsiooniklambrid, jahutuskollektorid ja kergekaalulised vedrustuse komponendid kuuluvad kõige aktiivsemalt kvalifitseeritud osakategooriate hulka.

Autotööstuse kvaliteedijuhtimise standard IATF 16949:2016 ei sisalda praegu lisand-{2}}tootmise-spetsiifilisi nõudeid, kuid selle protsessi juhtimise, eriprotsesside kvalifitseerimise ja mõõtesüsteemi analüüsi üldnõuded kehtivad metallist 3D-printimisega autoosade ja nende järeltöötluse kohta. Autokliendid lisavad oma tarnijate kvaliteedilepingutele üha enam AM{7}}spetsiifilisi kvaliteedilisasid, mis täpsustavad ehitusparameetrite valideerimise, järeltöötluse jälgitavuse ja tarnetsükli dokumentatsiooni nõudeid.

Euroopa Autotootjate Assotsiatsioon (ACEA) ja laiem Euroopa autode tarneahel on olnud aktiivsed osalised lisaainete tootmise standardite kujundamisel, tehes koostööd ASTM Internationali F42 komiteega ja ISO lisaainete tootmise komiteega TC261. ESTA (Euroopa Suitsetamise ja Tubaka Assotsiatsioon) on oma tarneahela juhistes eraldi esile toonud, et tootmise jälgitavus -, mille keskseks elemendiks on-järeltöötluse dokumentatsioon - on reguleeritud tootmissektorites, sealhulgas autotööstuses, üha enam mitte-vaieldamatu ootus. See valdkonnaülene hoog-dokumenteeritud ja jälgitavate järeltöötluse{9}}töövoogude suunas on otseselt asjakohane3D prinditud autode metallosadkes soovivad luua püsivaid OEM-i suhteid.

Sunhingstones viib oma autode metallist 3D-printimise teenuse pakkumise vastavusse IATF 16949 põhimõtetega, ISO 9001 sertifikaadi ja kliendispetsiifiliste kvaliteedinõuetega. Tarnetsükli kohustused põhinevad mõõdetud faaside kestustel ja ahju dokumenteeritud ajakavadel - ei ole eeldatavasti parimad-juhtumite arvud -, tagades, et esitatud teostusaeg kajastab tegelikku tootmise töövoogu.

Praktiline kontrollnimekiri tarnejärgse{0}}töötlemise riski hindamiseks

Metalli 3D-printimise teenusepakkuja kvalifitseerimisel autotööstuse seeriatootmiseks puudutavad järgmised küsimused otseselt selles artiklis kirjeldatud-töötlusjärgse tarnetsükli riske.

Kas tarnijal on korduvate programmide jaoks spetsiaalne ahju võimsus või on kuumtöötlemine kavandatud jagatud põhimõttel, kes -saab, see mees-?

Kas tarnija võib hinnanguliste kogusummade asemel esitada olemasolevate programmide mõõdetud faaside kaupa{0}}faaside kaupa-andmeid?

Kas DfAM-i ülevaatus on läbi viidud, et minimeerida toe mahtu ja eemaldamise keerukust?

Mis on tarnija dokumenteeritud esmase{0}}läbikulu kõnealuse sulami ja detaili geomeetria jaoks?

Kas CMM-i kontroll on 100% osa kohta või on SPC{1}}põhine proovide võtmine programmi jaoks kvalifitseeritud?

Kuidas tarnija ümbertegemist käsitleb? Kas on olemas dokumenteeritud{0}}järjekorda seadmise protseduur ja kuidas teavitatakse klienti ümbertöötamise ajast?

Kas esitatud tarnetsükkel hõlmab kõiki järeltöötluse{0}}etappe ja dokumentatsiooni koostamist või ainult koostamisaega?

Milline on tarnija autotööstuse programmide õigeaegne-tarneaeg viimase 12 kuu jooksul?

Tarnija, kes suudab kõigile neile küsimustele vastata mõõdetud andmete, mitte hinnangute abil, on peaaegu kindlasti investeerinud{0}}järeltöötluse töövoo ülesehitusse, mis võimaldab järjepidevat autode tarnimist. Tarnija, kes pakub tarnetsüklit ainult ehitusaja põhjal, seda pole teinud.

Korduma kippuvad küsimused (KKK)

Need küsimused kajastavad muresid, mida autoinsenerid ja hankejuhid kõige sagedamini tõstatavad, hinnates metallist 3D-printimisega autoosade tarnetsükli kohustusi -, ning käsitlevad selle artikli alguses kirjeldatud lünka esitatud ja tegelike teostusaegade vahel.

K1: Miks on SLM-i 3D-printimise sõidukiosade tarneaeg nii sageli oodatust pikem?

Kuna enamik tarneaja pakkumisi põhinevad peamiselt ehitusajal, mis on tarnetsükli kõige nähtavam ja prognoositavam element. Järel-töötlemine - kuumtöötlemine, toe eemaldamine, pinna viimistlemine, ülevaatus ja dokumenteerimine - moodustab tavaliselt 55–65% kogu tsükli kulunud ajast ning selle kestus on oluliselt erinev kui ehitamine. Tarnija, kes tsiteerib kümmet päeva 28-tunnise ehituse põhjal, arvestamata ahju järjekorra aega, toe eemaldamise kestust ja kontrolli ajakava, hindab tarnetsüklit süstemaatiliselt alla.

2. küsimus: milline on alumiiniumist või terasest metallist 3D-printimise autoosade kiireim realistlik tarnetsükkel?

Väikeste ja keskmiste alumiiniumist AlSi10Mg või terasest 316L komponentide puhul, millel on standardsed järeltöötlusnõuded-, võib hästi-korraldatud metallist 3D-printimise teenus saavutada 7–10 päeva tellimusest tarnimiseni väikese koguse korral. Selle järjepidevaks saavutamiseks on vaja spetsiaalset ahju ajakava koostamist, DfAM{8}}optimeeritud tugigeomeetriat ja SPC-kvalifitseeritud kontrolli. Keerulisemate geomeetriate puhul, mis nõuavad HIP-i, täppistöötlust või pikendatud kuumtöötlustsükleid, on 12–16 päeva realistlikum võrdlusalus. Titaani ja muude reaktiivsete sulamite programmid nõuavad tavaliselt vähemalt 14–20 päeva.

Q3: Kuidas mõjutab ahju järjekorra aeg tarnetsükleid ja mida saab sellega seoses ette võtta?

Ahju järjekorra aeg on SLM-i 3D-printimise sõidukiosade programmides pidevalt suurim tarnetsükli varieeruvuse allikas. Jagatud-ahju keskkondades on järjekorra aeg keskmiselt 1,5–3 päeva ja varieerub oluliselt nädala lõikes. Kõige tõhusam lahendus on korduvate programmide jaoks spetsiaalne ahju ajastamise leping - reserveeritud ravipesa, mis töötab fikseeritud kadentsil, sõltumata teiste programmide nõudlusest. Sunhingstones rakendab spetsiaalset ajakava kõigi autotööstuse seeriatootmisprogrammide jaoks, mis on üle 30 ühiku kuus.

4. küsimus: kas disain-lisatootmiseks-(DfAM) tõesti mõjutab tarnetsükli aega?

Märkimisväärselt, jah. Toe maht määrab otseselt toe eemaldamise aja, mis on kõige varieeruvam järeltöötlusetapp. Sunhingstonesi tootmisandmed näitavad, et DfAM-optimeeritud osad vajavad pidevalt 30–50% vähem toe eemaldamise aega kui tavapärase orientatsiooniga ekvivalendid. Selles artiklis viidatud EOS/TU Müncheni uuring leidis, et sama osa operaatorite eemaldamise aeg on 3,8-kordne - DfAM vähendab nii selle aja keskmist kui ka dispersiooni. Tiheda tarneaknaga autoprogrammide puhul ei ole DfAM-i ülevaatus enne tootmise kvalifitseerimist valikuline; see on tarneriski maandamise tegevus.

K5: Kuidas tagab Sunhingstones 3D-prinditud autode metallosade tarnetsükli kohustused?

Sunhingstones tsiteerib tarnetsükleid, mis põhinevad võrreldavate tootmisprogrammide mõõdetud faaside kestustel, mitte hinnanguliselt parimatel{0}}juhtumitel. Ahju ajakava kinnitatakse enne tarnekohustuse võtmist mis tahes programmi jaoks, mis ületab 20 ühikut. CMM-i läbilaskevõimet hinnatakse programmi praeguse koormuse alusel ja SPC kvalifitseerimine lõpetatakse enne seeria väljalaskmist kõigi korduvate programmide jaoks. Autotööstuse programmide õigeaegset tarnimist-jälgitakse eesmärgiga, mis on 95% õigeaegselt-toodud tarnekuupäevani.

6. küsimus: mida peaksin lisama hinnapakkumise päringusse, et saada SLM-i 3D-printimiseks mõeldud sõidukiosade tarnetsükli täpne prognoos?

Kaasake oma RFQ-le järgmine: täielikud CAD-andmed lõplikus tootmisgeomeetrias (mitte prototüübi variant); nõutav pinnaviimistlus igal funktsionaalsel pinnal; kohaldatav materjali spetsifikatsioon ja kuumtöötluse nõuded; nõutav kvaliteedidokumentatsioon (CMM-i aruanne, materjalisertifikaat, protsessidokumendid); aastane või kuu maht; ja nõutav tarnesagedus (iga nädal, kaks{0}}nädalat, kord kuus). Selle teabe abil saab tarnija esitada tarnetsükli, mis põhineb tegelikul järel{2}}nõutud töötlemisjärjestusel -, mitte üldisel hinnangul, mis jätab vahele kõige rohkem aega nõudvad sammud.

Järeldus: tarnetsükkel on kogu protsess, mitte ainult ehitamine

Avamise stsenaariumi programmihalduril ei olnud printimisprobleeme. SLM-i koostamine oli kiire, täpne ja graafikus. Puudu oli järel{2}}töötlemise töövoog, mis oleks loodud vastama kliendile vajaliku tarnetsüklile -, ja tarnetsükli pakkumine, mis kajastaks iga etapi tegelikku kulunud aega, mitte ainult pealkirja koostamise kestust.

Autotööstuse tarneahelate puhul, kus tarnetäpsus on lepinguline kohustus ja vahelejäänud aknal on reaalsed rahalised tagajärjed, tuleb metallist 3D-printimisega autoosade tarnetsükkel kavandada sama teadlikult kui osad ise. See tähendab spetsiaalset ahju võimsust, DfAM-optimeeritud tugigeomeetriat, SPC-kvalifitseeritud kontrolli, võimaluse korral paralleelset töötlemist ja tarnetsükli kohustusi, mis põhinevad mõõdetud faasiandmetel.

Sunhingstones on seeriatootmises näidanud, et tarnetsükli lühenemine 18 päevalt 9,2 päevale on saavutatav ilma SLM-protsessi, sulami või osa konstruktsiooni muutmata -, lihtsalt konstrueerides järeltöötluse töövoo, et see vastaks autokliendi nõudmistele. Kui teie organisatsioonil on olemasoleva metallist 3D-printimise teenuseprogrammiga probleeme tarnetsükliga või plaanite uut SLM-i 3D-printimise sõidukiosade programmi ja vajab realistlikku tsükliaja planeerimise tuge, on Sunhingstonesi tootmisinseneride meeskond teie käsutuses.

Viited ja lisalugemine

Järgmised allikad teavitasid selles artiklis viidatud andmeid ja tehnilist sisu:

Fraunhoferi lasertehnoloogia instituut (2022). Autode tarneahelate lisaainete tootmise jõudluse võrdlusuuringud. Fraunhofer ILT. www.ilt.fraunhofer.de/en/press/press-releases/2022-additive{10}}tootmine-automotive-benchmarking.html

Tootmistehnoloogia keskus (2022). Kuumtöötluse ajakava varieeruvus lisaainete tootmises: tootmisandmete analüüs. MTC Coventry. www.the-mtc.org/research/additive-manufacturing

Liu, Y. et al. (2023). "Tarnetsükli lagunemine ja{4}}järeltöötluse aja analüüs autode lisandite tootmisprogrammides." International Journal of Production Research, 61(14), lk. 4821–4838. doi.org/10.1080/00207543.2022.2129465

EOS GmbH ja Müncheni Tehnikaülikool (2021). Operaatori varieeruvus SLM-i toe eemaldamisel: tootmisaja uuring. EOS tehniline aruanne. www.eos.info/en/additive-tootmine/research-arendus

Park, S. et al. (2022). "SPC-põhine kontrollistrateegia autokomponentide lisaainete tootmiseks: tsükliaeg ja kvaliteeditulemused." Journal of Manufacturing Systems, 64, lk. 390–401. doi.org/10.1016/j.jmsy.2022.06.018

Wohlers Associates (2023). Wohlersi aruanne 2023: 3D-printimine ja lisandite tootmine - Tööstuse globaalne olukord. Wohlers Associates. www.wohlersassociates.com/wohlers-aruanne

ASTM International - ASTM F3303: Lisandite valmistamise standard - järeltöötlusmeetodid. www.astm.org/f3303.html

IATF 16949:2016. Kvaliteedijuhtimissüsteemi nõuded autotööstusele ja asjakohastele teenindusosa organisatsioonidele. Rahvusvaheline autotööstuse töörühm. www.iatfglobaloversight.org/iatf-16949/iatf-169492016

ACEA (European Automobile Manufacturers' Association) - Position Paper on Additive Manufacturing in Automotive Supply Chains (2022). www.acea.auto/publication/position-paberi-lisandi-tootmine

ESTA (Euroopa Suitsetamise ja Tubaka Assotsiatsioon) - Supply Chain Traceability and Manufacturing Documentation Guidance (2023). Viidatud sektoriülese-tootmise jälgitavuse kontekstile. www.esta.org