Milline on metallist 3D-printimist kasutavate vormitootjate ROI?

1. Kulustruktuuri optimeerimine: üleminek "materjalijäätmete vähendamiselt" "täppislisandite tootmisele"
Traditsioonilises vormi valmistamises kasutatakse lahutavaid meetodeid, sealhulgas freesimist, elektrilahendust ja traadi lõikamist. Materjali kasutusmäär on tavaliselt alla 70%. Samuti vajavad töötlemisel tekkivad jäätmed eraldi käitlemist, mis tõstab hindu veelgi. Näiteks auto survevaluvormi valmistamiseks vanaviisi kulub umbes 120 kg vormiterasest toorikut, kuid lõpptulemus kaalub vaid 80 kg ja raiskab 33% materjalist. Kasutades aditiivset tootmismeetodit "kihthaaval virnastamine", võib metallist 3D-printimine kasutada rohkem kui 90% materjalist. Näiteks vajab Zhongrui Technology iSLM420 varustus ainult 85 kg pulbermaterjali, et teha õhusõiduki mootori laba jaoks vorm. Lisapulbrit saab taaskasutada, mis vähendab ühe vormi materjali maksumust 40%.

Samuti vabaneb metallist 3D-printimine paljudest keerukatest etappidest, mida on vaja traditsioonilistes meetodites, nagu kuumtöötlus, täppistöötlus ja kokkupanek. See säästab palju raha seadmetelt ja tööjõult. Teatud autoosade tootja võrdlus näitab, et traditsioonilised meetodid vajavad 5 CNC-tööpinki, 2 elektrilahendusmasinat ja 10 operaatorit. Seevastu metallist 3D-printimine vajab sama koguse detailide valmistamiseks vaid 1 seadet ja 3 tehnilist töötajat. See vähendab seadmete amortisatsiooni ja tööjõukulusid 65%.

2. Tootmise tõhususe suur hüpe: "nädalatsüklilt" kuni "päevase tarnimiseni"
Teine suur probleem vanemate tehnikate juures on see, et vormide valmistamine võtab kaua aega. Näiteks keeruka survevaluvormi valmistamine-vanal-moodsal viisil võtab 12 etappi, nagu projekteerimine, lõikamine, EDM, kokkupanek ja silumine. Kogu protsess võtab aega 6 kuni 8 nädalat. Samuti tähendavad muudatused disainis, et vorm tuleb uuesti avada, mis lisab tarneaega juurde. Metallist 3D-printimine võib muuta digitaalsed mudelid tahketeks vormideks ilma täiendavate protseduurideta. See lühendab arendusaega 3–5 päevani. Meditsiinilisi implantaate tootva ettevõtte juhtumiuuring näitab, et kui nad hakkasid kasutama metallist 3D-printimist, läks ainulaadsete luuvormide valmistamiseks kuluv aeg neljalt nädalalt 72 tunnini ja kiireloomuliste tellimuste täitmiseks kuluv aeg kasvas 80%.

Protsessi tee on palju lihtsamaks tehtud, mis on toonud kaasa tõhususe tõusu. Traditsioonilise viimistluse korral tuleb vormiõõs töötlemiseks ja kokkupanekuks jagada mitmeks osaks. See võib liitmislünkade tõttu põhjustada täpsusvigu. Metallist 3D-printimine seevastu toetab integreeritud vormimist, mis võimaldab korraga printida keerulisi vorme, millel on konformsed jahutusveekanalid ja kerged võrestruktuurid. See vähendab kokkupaneku etappe ja vigu. Näiteks Boeing toodab metallist 3D-printimisega vorme lennukikütuse pihustite jaoks. See vähendab monteerimisetappe 20-lt 1-le ja iga detaili maksumust 35%.

3. Toote kvaliteedi parandamine: passiivselt remondilt üleminek aktiivsele optimeerimisele
Vormide kvaliteet mõjutab otseselt seda, kui palju lõpptootest valmib ja kui kiiresti see valmib. Vormi jahutussüsteemi standardkonstruktsioon on lihtsustatud, mis võib kergesti põhjustada temperatuuri ebaühtlast jaotumist. See võib põhjustada probleeme, nagu toote kõverdumine ja kokkutõmbumine. Metallist 3D-printimine võib luua vormi sees konformse jahutuskanali, mis sobib ideaalselt vormiõõnsuse kujuga. See võimaldab jahutusvedelikul otse kuuma kohta mõjutada, mis parandab oluliselt temperatuuri ühtlust. Autode survevaluvormi juhtumiuuring näitab, et konformse jahutuskonstruktsiooni kasutamine vähendas pinnatemperatuuri erinevust 15 kraadilt 3 kraadile, süstimistsükli kestust 30% võrra ja toote saagise suurenemist 85%lt 98%le.

Samuti on metallist 3D-printimisel tiheduseeelis (tavaliselt kuni 99,5% või rohkem), mis muudab vormid kulumise ja väsimuse suhtes palju vastupidavamaks kui traditsioonilised valuvormid. Konkreetne survevaluvormide tegija tegi testi, et võrrelda kahte tüüpi vorme. Nad leidsid, et traditsioonilised vormid pragunevad pärast 20 000 kasutuskorda, samas kui metallist 3D-prinditud vormid jäävad puutumatuks pärast 50 000 kasutuskorda, mis tähendab, et need kestavad 150% kauem. Iga survevalu vormi maksumus on pikas perspektiivis madalam, kuigi esialgne tootmiskulu on veidi suurem.

4. Rakenduse stsenaariumi laiendamine: "ühekordselt vormilt" kuni "kogu tööstusahela volituste suurendamiseni"
Metallist 3D-printimine pole väärtuslik mitte ainult vormide-valmistamise protsessis, vaid ka kogu müügijärgse disaini tootmise-ahela optimeerimisel, mis toob ettevõtetele rohkem raha sisse. Autotööstuses saab metallist 3D-printimise abil kiiresti valmistada kergeid osi, nagu alumiiniumisulamist ja süsinikkiuga tugevdatud metallvelgedest valmistatud akuploki kronsteinid, mis on see, mida uued energiasõidukid peavad olema kergemad. Lennundustööstuses toetab see spetsiaalsete materjalide (nt titaanisulamid ja kõrgel temperatuuril{6}}sulamite) integreeritud vormimist, mis on suur samm edasi traditsioonilistest keerukate struktuuride valmistamise meetoditest. Kohandatud metallist luud, hambaimplantaadid ja muud suure-lisandväärtusega-esemed on muutunud meditsiinivaldkonna peamisteks kasvuvaldkondadeks.

Näiteks kasutab tipptasemel{0}}autode tootja autode sisemusse detailide valmistamiseks metallist 3D-printimist. See võimaldab neil teha eritellimusel kujundusi ilma vorme valmistamata ja kasum tüki kohta on 50% suurem kui traditsiooniliste meetoditega; Metallist 3D-printimine võib järelmüügiturul kiiresti teha koopiaid purunenud osadest, nagu piduriklotsid ja radiaatorid. See vähendab remondiaega ja -kulusid. Sõjalise ärijuhtumi uuring illustreerib, et metallist 3D-printimise kasutamine laevade hüdrosüsteemi osade parandamiseks on lühendanud hooldustsüklit kahelt nädalalt kolmele päevale, tagades, et laevad saavad endiselt lahinguväljal võidelda.