Kas metalli 3D -printimine suudab näidata oma võimalusi tehastes kiirete varuosade tootmisel?

一, Tehniline mõjuvõimu suurendamine: metallist 3D -printimine teeb tagavarakomponentide valmistamisel kolm suurt probleemi.
1. Aja efektiivsuse muutus alates "igakuisest kohaletoimetamisest" kuni "iganädalase reageerimiseni"
Vanamoodsal viisil varuosade valmistamine võtab rohkem kui kümme sammu, näiteks vormide kujundamine, töötlemine ja kuumtöötlus. Kogu protsess võtab mitu kuud. Näiteks valmistab raudteeäri 24CRNIMO ALAMY terasest pidurikkettaid, kasutades traditsioonilisi meetodeid, mis kuluvad kavandamisest kuni kohaletoimetamiseni 180 päeva. Kuid kasutadesmetallist 3D -printimineTehnoloogia, kogu tootmisprotsessi saab teha vaid 631 tunniga, mis vähendab tarneaega 70%. Metalli 3D -printimise funktsioon "otsene digitaalne tootmine" muudab selle tõhusamaks. See teeb seda, viilutades CAD -mudelid ja sulatades metallipulbri kihi kihina laseri või elektronitalaga, ilma et oleks vaja hallituse arendamist või muid töötlemisetappe. See võimaldab "kujundada kui tootmist".
Näiteks on titaansulamist spiraalne struktuuriosa, mille teatav lennundusettevõtte laserkiirgust kasutades on tellimiseks tehtud 418 mm × 362 mm × 2210mm. See kasutab skannimise marsruudi ja energiasisendi parandamiseks mitme laser-ühist koostööd SLM-tehnoloogiat. See ühendab ka keeruka struktuuri, mis tuleb eelmistes meetodites kinnitada 12 etappi. Tootmistsüklit vähendatakse 45 päevalt 18 päevani ja välditakse täpsuse kaotust, mis tuleneb mitme protsessi splaissimisest.
2
"Turvavarude" tehnikat kasutatakse traditsioonilises varuosade haldamisel, mis tähendab, et palju raha on seotud ja varude käive on piiratud. Teatud autoettevõtte sõnul on 30% oma varuosade varudest "zombie inventuur", mis tähendab, et seda pole 5 aasta jooksul kasutatud ja maksab üle 20 miljoni jüaani. Metalli 3D -printimise mudel "digitaalne inventuur+kohene tootmine" muudab varuosad füüsilisest varudest andmevaraks. See tähendab, et ettevõtted peavad salvestama ainult 3D -mudelifaile ja saavad hakata neid kohe printima, lähtudes seadme tõrkehoiatustest või tootmisplaanidest, mis tähendab, et nad suudavad toota "nullvarusid".
Näiteks vajab Hiina General Nuclear Corporationi (CGN) valmistatud tuumaenergiaventiil 200 varuosa, mida tuleb teha enne tähtaega, et rahuldada äkilist nõudlust, mis maksab kuni 5 miljonit jüaani varusid. Metalli 3D-printimise korral peavad ettevõtted hoidma tellitaval tootmisel ainult 10 põhimooduli digitaalmudeleid, mis vähendab varude kulusid 90% ja välistab, et varuosad visataks disainimuudatuste tõttu.
3
Tehaseseadmed on varuosade jõudluse jaoks konkreetsed vajadused, kuna neid kasutatakse ja mida nad kannavad. Kuna vormid on nii levinud, ei saa traditsioonilised käsitöölised asjad täpselt nii, nagu soovite. Metalli 3D -printimine võib teha iga varuosa jaoks "jõudluskaardi", kasutades selliseid tehnoloogiaid nagu topoloogia optimeerimine ja võre struktuuri juhtimine. Näiteks robotite valmistav ettevõte kasutab metallist 3D -printimist, et luua gradiendi võrekonstruktsioone robotrelvade liigeste jaoks, mis töötavad erinevates tingimustes. Suure tihedusega võresid kasutatakse kõrgsageduslikus vibratsiooni piirkonnas summutus jõudluse parandamiseks ja kerge tihedusega võresid kasutatakse kerge piirkonnas kaalu alandamiseks. See laiendab liigeste eluiga 40% ja vähendab energiatarbimist 15%.
Metalli 3D -printimine on parem meditsiiniseadmete kohandamiseks kui muud tüüpi 3D -printimine. Konkreetne ettevõte teeb titaansulami puusaliigese implantaadi ortopeedilistele patsientidele. Seda implantaati kasutatakse patsientide luuandmete saamiseks CT -skaneerimise kaudu, valmistada 3D -mudeleid, mis on iga patsiendi jaoks ainulaadsed, ja seejärel printida implantaadid, mis sobivad patsiendi luudele korralikult elektronkiire sulamise (EBSM) tehnoloogia abil. Taastumisaeg pärast operatsiooni lõigatakse pooleks ja võimalust vajada teist operatsiooni, kuna osad ei sobi paremale.
2, metalli 3D -printimine varuosade tootmisel: levinud olukorrad tööstuses
1. kosmose: "Regenereerimistehnoloogia" kallite varuosade jaoks
Lennunduse tööstus vajab varuosi, et see oleks väga usaldusväärne, ja keerukate konstruktsiooniosade valmistamiseks mõeldud traditsioonilised meetodid on üsna kallid. Näiteks koosneb GE Aviationi hüppemootori kütusetsoon tavaliselt 20 osast, mis on kokku keevitatud. Kuid metallist 3D -printimisega saab selle teha üheks tükiks, mis lõikab osade arvu 80%, kaal 25%ja võime taluda kõrgeid temperatuure kolm korda. Veelgi olulisem on see, et kui otsik tuleb välja vahetada, kuna see on kulunud, nõuavad traditsioonilised meetodid tootmiseks uuesti vormimist, mis võib võtta kuni kuus kuud. Metalli 3D -printimine seevastu saab varuosi teha vaid 72 tunniga, nii et mootor saab varsti uuesti tööle hakata.
2. Autode valmistamine: "Stop kaotuse seade" tootmisliini väljalülitamiseks
Autotootmisliini seisaku maksumus võib ulatuda 100 000 jüaani tunnis ja see, kui kiiresti varuosi tarnitakse, mõjutab otseselt, kui tõhusalt tootmine on. Saksa autoäri on vähendanud oluliste varuosade tarnimise aega 14 päevast 3 päevani, kui nad hakkasid kasutama metalli 3D -printimist. Näiteks tuleb titaansulami nõrgad osad oma tembeldamisjoonel lennata Saksamaa peakorterist sisse ja kiireloomulise transpordi hind on 40% varuosade hinnast. Pärast kohalikule metalli 3D-printimisele üleminekut on varuosade maksumus langenud 60%ja nüüd saab neid reaalajas tarnida 24-tunnise vastusega.
3. energiaseadmed: vananenud tööriistade "elupäästv pill"
Energiaäris olevad seadmed kestavad pikka aega ja mõnda asenduskomponenti enam ei tehta, mis raskendab vanade protseduuride kopeerimist. Teatud tuumaelektrijaama jahutuspumba tiivikut tuleb muuta, kuna see on söövitatud, kuid originaalosade valmistanud ettevõte ei tee neid enam. Pärast 3D -teavet tiiviku kohta pöördtehnika kaudu kasutati metalli 3D -printimise tehnoloogiat, et muuta tiivikud Incollel 718 sulamist, mis töötas sama hästi sama hästi, nagu ka algsed varuosad. Pärast testimist näidati, et see on korrosiooni suhtes vastupidavam kui traditsiooniliste meetodite abil tehtud esemeid ja printimise kulud olid vaid ühe viiendik ümbermineku kuludest.
3, mis juhtub tulevikus: kolm peamist viisi metalli 3D -printimisega varuosade valmistamiseks
1. mitme materjali printimine: "ühe funktsiooni "lt" süsteemi integreerimiseni "
Metalli 3D -printimine saab lõpuks üle ainult ühe materjali kasutamise piiride ja teeb funktsionaalselt liigitatud materjalid nõudmisel kättesaadavaks. Näiteks hüdrauliliste klapi kehades saab laserivõimsust või skaneerimiskiirust muuta, et printida tihendussulamid tihenduspinnal, et muuta need kulumiskindlamaks, ja kergeid alumiiniumsulameid põhikorpuses kergemaks muutmiseks. See loob disaini "ühe tüki mitme funktsiooniga".
2. Nutikas tootmisliin: "käsitsi sekkumisest" kuni "Musta valguse tehaseni"
Kui ühendate tööstusliku asjade interneti (IIOT) tehisintellektiga (AI), suudab metalli 3D -printimine protsessi täielikult automatiseerida. Näiteks võib trükivarustus anda reaalajas tagasisidet vahepalade probleemide kohta, kasutades infrapunakaameraid ja sulasid basseini jälgimissüsteeme. Kasutades masinõppe algoritme printimise seadete parandamiseks, on titaansulami klapi kehade trükkimise määr ühe GO -ga kasvanud 85% -lt 98% -ni. Ühendades ERP/MES -süsteemidega, on võimalik hallata varuosade nõudluse prognoosimist, tootmise kavandamist ja ajakava koostamist ning logistika jaotust suletud ahelas.
3. roheline tootmine: "suure energiatarbimise" muutmine "jätkusuutlikuks"
Traditsiooniline metallitöötluse tehnoloogia kasutab ainult vähem kui 30% materjalist, millega ta töötab. Metalli 3D -printimine seevastu võib kasutada rohkem kui 95% materjalist, millega see töötab tänu "Nett -moodustava" tehnoloogiale. Näiteks töötab üks ettevõte metallist 3D -printimist, et muuta robotjäsemete luud alumiiniumist sulamist. See vähendab jäätmete lõikamist 80% võrreldes traditsioonilise töötlemisega ja saavutab suletud ahela kasutamise, ringlussevõtmise abil, mis vähendab üksikute varuosade süsinikuheiteid 60%.