Selles artiklis jagatakse tegelikud kulutegurid, võrreldakse 3D-printimise survevaluvormide maksumust CNC-töödeldud vormide maksumusega ja näidatakse, millal on iga marsruut mõttekas väikesemahulise tootmise kiireks tööriistadeks.
Mis tegelikult hallituse kulusid põhjustab?
Tsitaadil olev number on vaid lähtepunkt. Kogumaksumust kujundavad neli peamist tegurit:
Materjal - alumiinium, eelkarastatud teras, karastatud teras või kõrgtemperatuuriline vaik lisavormide jaoks
Töötlemis- või ehitusaeg – CNC programmeerimine, töötlemine, viimistlemine ja EDM versus kiht-kihilt printimine
Töö ja iteratsioon – disainimuudatused, elektroodide valmistamine, poleerimine ja proovid
Hilisemad modifikatsioonid – kui kallis on õõnsuse ülevaatamine pärast esimeste osade vormimist
Ainult esialgse tööriistaarve vaatamine viib sageli vale otsuseni. Odavam vorm, mis vajab sageli remonti või varajast väljavahetamist, võib projekti lõpuks maksta rohkem.
Kui palju 3D-prinditud vorm maksab?
Lisavormid (tavaliselt kõrge temperatuuriga fotopolümeer või harvem metall) on ehitatud kiiruse ja madalate esialgsete investeeringute jaoks.
Kus 3D-printimine säästab raha
Süvendi ja südamiku jaoks pole vaja CNC programmeerimist ega mitmeteljelist freesimist. Kompleksseid konformseid jahutuskanaleid saab trükkida otse – midagi, mis on tavapärase töötlusega kallis või võimatu. Protsess sobib kiirete tööriistadega väikesemahuliseks tootmiseks, kui vaja on vaid kümneid või paarsada detaili. Kujundusmuudatused jäävad suhteliselt odavaks, kuna uue vormi saab trükkida päevadega, mitte uuesti lõigata.
Kus see alla jääb
Tööriista kasutusiga on piiratud, tavaliselt 50–500 lasku, olenevalt vaigusüsteemist, süstitavast plastist ja detaili geomeetriast. Pinnaviimistlus ja mõõtmete stabiilsus on üldiselt madalamad kui töödeldud alumiiniumist või terasest tööriistal. Enamik trükivorme on piiratud madalama temperatuuriga ja madalama rõhuga vaikudega, nagu PP, PE, ABS ja teatud TPE klassid; Kõrge temperatuuriga insenerplastid või abrasiiviga täidetud materjalid lühendavad oluliselt eluiga. Rangetest kosmeetikastandarditest või väga rangetest tolerantidest on raske kinni pidada isegi lühikese aja jooksul.
Tööstusharu teenusepakkujate andmed paigutavad lihtsa üheõõnsusega 3D-printimise survevaluvormi maksumuse tavaliselt sadadest kuni mõne tuhande dollarini, teostusaega mõõdetakse päevades. Täpsed arvud sõltuvad suurusest, keerukusest ja materjalist.
Kui palju CNC-töödeldud vorm maksab?
CNC-vormid jagunevad kahte suurde kategooriasse:
Alumiiniumvormid – madalamad materjali- ja töötlemiskulud, hea soojusjuhtivus, tüüpiline eluiga mitmest tuhandest kuni kümnete tuhandete kaadriteni
Terasvormid (P20, H13, roostevaba jne) – kõrgem eelhind, palju pikem eluiga (sageli 100,000+ lööki), parem kulumiskindlus ja pinnaviimistlus
Lihtne alumiiniumist prototüüpvorm võib alata madalatest tuhandetest dollaritest. Mõõdukalt keeruliste osade tootmiseks mõeldud terastööriist maksab tavaliselt mitmest tuhandest kuni kümnete tuhandete dollariteni ja teostusaeg on neli kuni kaheksa nädalat või rohkem.
Kui aastane maht on suur, kompenseerib CNC-ga töödeldud vormi kõrgema esialgse maksumuse madalamad osade maksumus, parem konsistents ja pikem tööriista kasutusiga. Väikese mahu puhul on tõsi vastupidi: amortisatsioonikoormus muudab terase tööriistad detailide kaupa kulukaks.
Kõrvuti võrdlemine
|
tegur |
3D prinditud vorm |
CNC-töödeldud vorm (alumiinium / teras) |
|
Tööriistade esialgne maksumus |
Madal |
Keskmine kuni kõrge |
|
Juhtimisaeg |
Päevad |
Nädalad |
|
Tüüpiline tööriista eluiga |
Kümned kuni paarsada lasku |
Tuhanded kuni 100,000+ kaadrit |
|
Pinnaviimistlus / täpsus |
Mõõdukas |
Kõrge |
|
Disaini muudatuste maksumus |
Madal |
Keskmine kuni kõrge |
|
Sobib kõige paremini |
Prototüübid, sillatööriistad, väga väike maht |
Tootmine väikesest kuni suure mahuni |
Millise peaksite valima?
Vaja on osi vähem kui kahe nädalaga ja kogumaht alla paarisaja → 3D-prinditud vorm on tavaliselt madalam kogumaksumus.
Oodake rohkem kui paar tuhat osa või vajate kitsaid tolerantse ja kõrget kosmeetilist kvaliteeti → CNC-alumiinium või teras muutub ökonoomsemaks.
Disain muutub endiselt → alustage lisandi või pehme alumiiniumiga, seejärel lõigake tootmistööriist, kui disain on külmunud.
Lihtne rusikareegel, mida kasutavad paljud kiirtööriistade tootjate meeskonnad, on see, et kulukõverad ristuvad olenevalt osa suurusest ja keerukusest sageli kuskil 300–800 osa. Sellest vahemikust allpool eelistab 3D-prinditud vormi ja CNC-vormide kulude võrdlus tavaliselt lisatööriistu; sellest kõrgemal juhib CNC.
Juhtumiuuring: väikesemahuline eluasemeprojekt
Tarbeelektroonika meeskond vajas turutestimiseks ja sertifitseerimiseks 180 funktsionaalset korpust. Tavalise terasvormi hind oli ligikaudu neli korda suurem nende tööriistade eelarvest ja kuuenädalane teostusaeg.
Esmalt kasutasid nad 90–100 võtte tegemiseks kõrgtemperatuurset 3D-prinditud vormi. See kinnitas sobivuse, funktsiooni ja sekundaarsed toimingud kümne päeva jooksul. Kui disain oli kinnitatud, lõigati ülejäänud osade ja tulevaste väikeste täiendamistellimuste jaoks välja lihtne üheõõnsusega alumiiniumist CNC-vorm.
Tööriistade kogukulud jäid alla 40% terasvormi esialgsest hinnapakkumisest. Esimesed vormitud osad olid saadaval pigem päevade kui nädalate jooksul ja projekt läbis oma turutesti, ilma et oleks vaja enne disaini tõestamist suurt hulka tööriistu kasutada. Sama alumiiniumtööriist toetas hiljem mitmeid väikeseid kordustellimusi, parandades veelgi üldist 3D-prinditud vormi võrreldes CNC-vormide maksumusega.
Näpunäiteid hallituse kulude vähendamiseks, olenemata valitud meetodist
Lihtsustage disaini varakult – vähendage allalõikeid, ebaolulisi rangeid tolerantse ja kõrgeid poleerimisnõudeid.
Enne karastatud terase kasutamist kinnitage detail 3D-prinditud või pehme alumiiniumtööriistaga.
Küsige samalt tarnijalt nii lisandite kui ka CNC-valikute kohta, et saaksite võrrelda sama osa tegelikku kogumaksumust.
Töötage koos kohandatud hallituse tehase või hallituse valmistamise tarnijaga Hiinas, mis pakub nii kiireid tööriistu kui ka tavapärast töötlemist; see vähendab üleandmist ja suhtlemishäireid. Meeskonnad, kes tegelevad ka survevaludetailide hulgimüügiga, võivad sageli liikuda sillatööriistadest väikeseeriatootmisse ilma tarnijaid vahetamata.
Täpsustage eeldatavat iga-aastast mahtu ja disaini külmutamise olekut – need kaks numbrit määravad õige protsessi valiku rohkem kui peaaegu miski muu.
KKK
K: Kas 3D-printimine on odavam kui vormide CNC-töötlus?
V: Väga väikeste koguste ja varajase disaini valideerimise puhul jah. Tavaliselt võidab 3D-prinditud vormi madalam eelmaksumus. Kui mahud suurenevad või on vaja väiksemaid tolerantse, muutub CNC ökonoomsemaks. Täpne crossover sõltub osa suurusest ja keerukusest.
K: Kui palju survevaluvorm maksab?
V: Lihtsad 3D-prinditud või pehmest alumiiniumist tööriistad võivad alguse saada sadadest kuni madalate tuhandete dollariteni. Tootmisterasest vormid ulatuvad tavaliselt mitmest tuhandest kuni kümnete tuhandete dollariteni, sõltuvalt suurusest, keerukusest ja kavitatsioonist.
K: Mitu osa saab 3D-prinditud vorm valmistada?
V: Tüüpiline eluiga on kümneid kuni paarsada kaadrit, olenevalt vaigusüsteemist, süstitavast plastist ja osa geomeetriast. See on sillatööriistad, mitte tootmistööriistad.
K: Millal peaksin 3D-printimiselt CNC-töödeldud vormidele üle minema?
V: Lülitage, kui kumulatiivne maht ületab mõnesaja osa, kui kosmeetilised või mõõtmete nõuded karmistavad või kui disain on täielikult külmunud ja tööriista tööiga on pikem.
K: Mis on odavaim viis väikese mahu jaoks vormi valmistamiseks?
V: Alla mõnesajast osast väiksemate koguste puhul on hästi läbimõeldud 3D-prinditud vorm või lihtne alumiiniumist CNC-vorm tavaliselt madalaim kogumaksumus. Enne otsustamist võrrelge mõlemat võimalust oma tegeliku geomeetriaga.
3D-prinditud vormi ja CNC-vormide maksumuse tegelik küsimus ei ole selles, milline protsess on üldiselt odavam. See on see, milline tööriistainvesteeringute, teostusaja ja tööriista eluea kombinatsioon vastab teie praegusele mahule, disaini küpsuse ja kvaliteedivajadustele. Alustage kiirema ja väiksema kohustusega valikuga, kui ebakindlus on suur; liikuge tavapärasele CNC-tööriistale, kui numbrid ja disain seda õigustavad.
Saatke oma osa mudel, eeldatav maht ja sihtajakava, et saada kõrvuti kulude ja teostusaja soovitusi.