Prin imprimarea proceselor alternative de turnare pot reduce costurile mucegaiului?

1. Problema costurilor cu matrițele tradiționale de turnare: cheltuielile fixe înrăutățesc „capcana de scară”.
Structura costurilor tehnicilor clasice de turnare are o caracteristică mare „dominantă a costurilor fixe”, iar economia acestor procese depinde foarte mult de răspândirea costurilor prin producția mare - la scară. De exemplu, costul de dezvoltare al unui set de matrițe de caroserie a cilindrului motorului auto este de până la 2,3 milioane de yuani, ceea ce reprezintă 41% din costul total al proiectului. Proiectul de turnare a arborelui cotit al navei a trebuit să aibă patru reparații de mucegai din cauza defectelor de proiectare în canalul Flow, care a costat 600.000 de yuani în plus și livrare întârziată cu 42 de zile. Trei probleme principale fac mucegaiurile atât de scumpe:
Costurile materialelor și prelucrării: Pentru matrițele mari și complicate, aveți nevoie de oțel special care este foarte robust, poate gestiona temperaturi ridicate și nu se rupe ușor. Un singur set de matrițe metalice poate costa între 150.000 și 800.000 de yuani. Pentru matrițe structurale mai complicate, costul poate crește și mai mult pentru că trebuie să fie făcute în blocuri.
Costuri pentru iterație și întreținere: schimbarea unei matrițe necesită întregul proces de „depanare a asamblării procesării proiectării”, care de obicei durează 3 până la 5 iterații. Sarcinile de reparare a mucegaiului constituie 12% din întregul cost al unui proiect de turnare a coloanelor de suport hidraulic din cauza defectelor de proiectare.
Costurile de depozitare și inventar: Coresul de fabricare și modelarea manuală sunt necesare pentru matrițele tradiționale de nisip, care costă 28% din costul total al forței de muncă. Uzina are o suprafață de depozitare a matriței de aproximativ 500 de metri pătrați și costă 120000 de yuani pe an pentru a o menține.
În situațiile în care există mici scala -, multe tipuri diferite de producție, acest concept „economii de scară” nu funcționează deloc. De exemplu, atunci când o companie de utilaje miniere realizează o carcasă personalizată de concasare, costul unei singure matrițe folosind metode tradiționale ar putea fi partajat până la 23000 de yuani . 3 d tehnologie de imprimare, pe de altă parte, conduce fabricarea direct din fișiere digitale. Acest lucru reduce costurile de mucegai la zero și crește câștigurile pe piese unice cu 27% în comparație cu producția tradițională de loturi.
2. Teoria din spatele costurilor mai mici ale imprimării 3D: trecerea de la „mucegaiuri fizice” la „fabricație digitală”
Tehnologia de imprimare 3D scapă de nevoia de matrițe fizice prin stivuirea straturilor unul peste altul. De asemenea, scade costurile în trei moduri:
Costuri de tăiere pentru matrițe: Puteți imprima direct forme de nisip sau rășină, fără a fi nevoie să tratați matrițele metalice. De exemplu, realizarea unei coloane de sprijin hidraulic cu metode tradiționale costă 580.000 de yuani pentru a face trei seturi de matrițe metalice. Cu imprimarea 3D, singurele costuri sunt pentru deprecierea materialelor și echipamentelor, care este cu 92% mai mică decât costul matrițelor tradiționale.
Rata de utilizare a materialelor a crescut foarte mult: în timpul procesului de modelare, matrița tradițională de nisip pierde 15% până la 20% din nisip, ceea ce reprezintă o mulțime de deșeuri materiale. Dar, odată cu tăierea digitală, imprimarea 3D controlează calea de sedimentare a particulelor de nisip, iar rata de utilizare a materialului a crescut până la mai mult de 98%. Evaluarea mondială reală - a unui proiect de lamă a turbinei cu gaz demonstrează că matrițele de nisip tipărite 3D economisesc 3,2 tone de nisip de perle în comparație cu metodele mai vechi, iar costul materialelor pentru o componentă scade cu 41%.
Scurtarea ciclului de producție: este nevoie de 12 pași pentru a face o turnare tradițională cu nisip și este nevoie de 4 până la 8 săptămâni pentru a finaliza întregul proces . 3 d Tehnologia de imprimare Schimbă modul în care se fac lucrurile folosind fișiere de proiectare pentru a controla direct imprimarea. Puteți face o matriță de nisip în mai puțin de 24 de ore, iar cu imprimarea paralelă cu mai multe -, puteți face 5 până la 10 tone de produse în fiecare zi. Studiul de caz al unui proiect de axă de tranzit feroviar relevă că a durat doar 9 zile de la proiectarea finală până la livrarea primului lot de 20 de mărfuri finite. Aceasta este cu 82% mai rapidă decât metodele tradiționale și reducerea costurilor cu 63%.
3.. „Scenariul aplicației de aur” al tipăririi 3D în ceea ce privește economia
Chiar dacă imprimarea 3D are un avantaj perturbator atunci când vine vorba de costul mucegaiului, economia sa este încă constrânsă de trei condiții principale de delimitare:
Dimensiunea lotului: Atunci când faceți o mulțime de piese structurale simple, beneficiile metodelor clasice la scară sunt din ce în ce mai clare. De exemplu, turnarea tradițională cu nisip poate face rapid plăci plate și tuburi drepte în cantități mari, folosind matrițe standard, ceea ce face ca costul fiecărei piese să fie foarte scăzut. Pe de altă parte, imprimarea 3D nu are nevoie de matrițe, dar este nevoie de mai mult timp pentru a imprima fiecare piesă, iar costul materialului este mai mare decât cel al materialelor tradiționale de nisip. Cu cât dimensiunea lotului este mai mare, cu atât este mai mare impactul acumulării de costuri. Pentru piesele turnate dure care nu au nevoie de o precizie ridicată sau de o calitate a suprafeței, metodele tradiționale de turnare sunt mai ieftine . 3 d matrițele de nisip tipărite sunt mai precise, dar au nevoie de nisip special și lianți pentru a se asigura că imprimarea este bună. Costul materialului este mai mult decât cel al materialelor de nisip obișnuite. Când includeți în costurile deprecierii echipamentelor, consumul de energie și alți factori, costul total este și mai mare.
Adaptabilitatea materialelor: Când vine vorba de turnarea materialelor unice precum aliajele de temperatură și ceramica 3D -, tehnologia de imprimare 3D trebuie să găsească încă o modalitate de a echilibra proprietățile materialelor cu costurile lor. De exemplu, s -au făcut materiale de mucegai de nisip ceramic care pot rezista la temperaturi de până la 1600 de grade, dar costă de peste trei ori mai mult decât materialele de nisip obișnuite, ceea ce le face greu de utilizat în industriile mari.
4. Practica industrială: de la „sensibilitatea costurilor” la „crearea valorii”
Industria producției se schimbă de la „sensibil la costuri” la „crearea valorii” datorită tehnologiei de imprimare 3D:
Producția personalizată cu lot mic sparge impasul: O companie eoliană folosește imprimarea 3D pentru a face baze de turn personalizate cu „One Machine, One Type” și percepe cu 15% mai mult pentru produs. În domeniul medical, protetica personalizată, orthoticele și alte produse personalizate pot fi proiectate și livrate în 72 de ore, cu o eroare de potrivire mai mică de 0,1 mm și o economie de costuri de 60% în comparație cu metodele tradiționale.
Inovația în viteză de cercetare și dezvoltare în creștere: companiile care fac ca motoarele aeronavelor să folosească matrițe de nisip tipărite 3D pentru a face rapid prototipuri de camere de combustie. Acest lucru crește numărul de iterații de proiectare de la o medie de 3 la 12 pe an. Ciclul de dezvoltare pentru noile carcase cu motoare pentru vehicule energetice a fost redus de la 6 luni la 6 săptămâni, profitând de oportunitatea pieței.
Modificarea producției verzi: tehnologia de mucegai de tipărire 3D se reduce la impactul asupra mediului, reduce producția de nisip deșeuri cu 85% și poate recicla și regenera 100% din material. De asemenea, folosește cu 40% mai puțină energie decât metodele anterioare și reduce emisiile individuale de carbon cu 52%.