Cum să determinați dacă o componentă este potrivită pentru înlocuirea cu imprimarea metalică?

1.. Complexitate geometrică: depășind limitele fizice ale producției tradiționale
Principalul beneficiu al imprimării metalice 3D este că poate face forme geometrice complicate pe care alte metode nu le pot. Imprimarea metalică este cea mai bună opțiune atunci când partea are următoarele caracteristici:
Îmbunătățirea canalului de flux în interior: de exemplu, galeria motorului este alcătuită din conducte inegale, cu pereți subțiri, care fac parte din aceeași piesă. Aceasta scapă de defecțiunile de sudură care vin cu metode standard de sudare și scade rezistența la fluide cu mai mult de 30%. O anumită afacere cu motor de aviație a folosit tehnologie laser de topire selectivă (SLM) pentru a imprima o cameră de ardere. Canalul intern de răcire a avut doar 0,8 mm lățime, dar eficiența de răcire a crescut cu 45%.
Structura de optimizare a topologiei: o structură de rețea poate găsi un echilibru între ușurință și rezistență. De exemplu, un producător de mașini a făcut piese pentru sistemul de suspensie ca structuri de zăbrele BCC, care au redus greutatea cu 62%, păstrând rezistența și utilizarea materialelor crescute de la 15% în producția subtractivă standard la 92%.
Design integrat: imprimarea metalică poate combina mai multe părți într -una. O companie care face echipamente eoliene combinate 12 piese în cutia de viteze într -o parte imprimată. Acest lucru a redus timpul necesar pentru a -l pune împreună de la 8 ore la 45 de minute și a redus rata de eșec cu 78%.
Criterii pentru evaluare: Dacă partea are cinci sau mai multe suprafețe prelucrate independente, are nevoie de trei sau mai multe prindere și poziționare sau are dimensiuni de caracteristici mai mici de 0,5 mm, care sunt greu de obținut utilizarea metodelor standard, atunci este posibilă geometric pentru înlocuirea imprimării metalice.
2. Performanță materială: satisface nevoile stricte ale condițiilor de operare foarte dure
Pentru a înlocui produsele tradiționale de proces, piesele de imprimare metalică trebuie să treacă verificarea performanței materialelor:
Potrivirea performanței mecanice: piese tipărite folosind aliaj de titan pot avea o rezistență la tracțiune de 1100MPa și o alungire de 15%. Acest lucru înseamnă că pot fi utilizate în loc de piese falsificate în structuri purtătoare de încărcare a aviației. O afacere aerospațială a confirmat că suportul de satelit cu aliaj de titan tipărit 3D este mai stabil din punct de vedere al mărimii decât piesele turnate tradiționale, cu o schimbare de doar 0,02mm/m între -196 grade și 350 grade.
Controlul microstructurii: Puteți schimba densitatea puterii laser și viteza de scanare pentru a schimba cristalele coloane în cristale echiaxate. O companie care face ca echipamentele de energie nucleară să îmbunătățească metoda de imprimare pentru supapele din oțel inoxidabil 316L pentru a obține dimensiunea cerealelor ASTM Grad 8 și le face de trei ori mai rezistente la coroziunea din ionii de clorură.
Nevoile funcționale speciale: Piesele din aliaj de temperatură înaltă bazată pe nichel realizate din Inconel 718 pot gestiona o rezistență la tracțiune de 1200MPa la 650 de grade, ceea ce este bun pentru discurile de turbină în motoarele aeronavelor. O companie medicală a făcut un implant de articulație de șold din aliaj de crom de cobalt, care este de 99,9% dens, datorită tehnologiei de topire a fasciculului de electroni (EBM). De asemenea, este mai biocompatibil decât piesele turnate standard.
Cum să verificați: Pentru a vă asigura că indicatorii de performanță îndeplinesc sau depășesc criteriile componente originale, testele de performanță mecanică, cum ar fi testarea la tracțiune, impact și duritate, precum și teste de verificare a microstructurii, cum ar fi analiza metalografică și testarea nedistructivă CT.
3. Analiza economiei: optimizarea costurilor întregului ciclu de viață
Trebuie să ne uităm la economia imprimării metalice din următoarele unghiuri:
Defalcarea individuală a costurilor: Pentru piesele din aliaj de titan, costul materialelor este de 45%(cu o rată de utilizare a pulberii de 85%), costul deprecierii echipamentului este de 25%, costul post-procesare este de 20%, iar costul forței de muncă este de 10%. Dacă dimensiunea lotului este mai mică de 500 de bucăți, imprimarea costă mai puțin decât utilizarea unui centru de prelucrare cu cinci axe. Dacă dimensiunea lotului este mai mare de 2000 de piese, trebuie să vă gândiți cum să împărțiți costul matriței.
Economii care nu sunt evidente: prin imprimarea pieselor de schimb, un producător de echipamente cu semiconductor a putut să -și vândă inventarul de 24 de ori pe an în loc de 4 ori pe an. Acest lucru a economisit compania peste 8 milioane de yuani în cheltuieli de stocare în fiecare an. Tipărirea localizată reduce pierderile de timp de oprire de la o medie de 500.000 de yuani pe zi la 80.000 de yuani în cazurile în care întreținerea se face de la distanță.
Perioada de rambursare a investițiilor: De exemplu, când o companie a început să folosească imprimarea metalică pentru a face matrițe, timpul necesar pentru a face o matriță a trecut de la 45 de zile la 12 zile, iar costul unui singur set de matrițe a trecut de la 120.000 de yuani la 78.000 de yuani. În termen de șase luni, banii cheltuiți pe echipamente au fost făcuți înapoi.
Model pentru luarea deciziilor: O parte este realizabilă din punct de vedere economic dacă se potrivește următoarelor condiții:
Producție de dimensiuni mici și mijlocii, cu o nevoie anuală de 50 până la 2000 de piese
Piese care au o singură valoare care este mai mare de 2000 de yuani și adaugă multă valoare
Mai mult de 30% din timp, cererea de întreținere de urgență sau lucrări personalizate este mare.
4. Ciclul de producție: principalul beneficiu al producției agile
Imprimarea metalică are o mulțime de beneficii pentru cicluri în următoarele situații:
Crearea unui nou model: prin imprimarea a 20 de tipuri de prototipuri cutii de viteze în același timp, o anumită companie auto a redus ciclul de dezvoltare de la 18 luni la 7 luni și a triplat numărul de iterații de testare.
Furnizarea instantanee de piese de schimb: O companie eoliană a înființat un centru de imprimare regional, astfel încât componentele de rezervă cu ciclu lung, cum ar fi rulmenții lamei să poată fi livrate în 48 de ore, ceea ce este cu 90% mai rapid decât modalitățile tradiționale de a le obține.
Îmbunătățirea corpurilor și a jigurilor: Prin imprimarea unor corpuri unice, o firmă electronică a fost capabilă să îmbunătățească precizia montarii suprafeței SMT de la ± 0,1 mm la ± 0,03 mm și a redus timpul necesar pentru a schimba firele de la 45 de minute la 8 minute.
Imprimarea metalică poate finaliza întregul proces, de la proiectare la livrare, în 72 de ore, care este de 5 până la 10 ori mai rapid decât metodele tradiționale. Funcționează cel mai bine atunci când există o mulțime de tipuri diferite de produse și loturi minuscule care trebuie făcute cu schimbări mari ale cererii.
5. Abilitatea de a se adapta la diferite scenarii de aplicare: integrarea profundă a trăsăturilor industriei
Aplicabilitatea imprimării metalice variază semnificativ în rândul întreprinderilor.
Un echipament de aterizare al unui jet de luptă specific a fost optimizat în două moduri: prin imprimarea pieselor structurale din aliaj de titan, a devenit cu 32% mai ușor și cu 15% mai puternic. Timpul necesar pentru a răspunde la cererile de întreținere a scăzut de la două săptămâni la 72 de ore.
În medicină, implanturile dentare personalizate folosesc tehnologia de topire a fasciculului de electroni pentru a atinge un control de precizie de 0,1 mm. Acoperirile bioactive au o eficiență de depunere care este de cinci ori mai mare decât cea a metodelor tradiționale, iar timpul de vindecare pentru pacienți este redus cu 40%.
Instrumente energetice: o centrală nucleară utilizează tuburi de transfer de căldură a generatorului de aburi imprimate care optimizează orientarea cerealelor pentru a face unitatea cu 8% mai eficientă termic. Ciclul de operare continuu durează mai mult de 24 de luni, ceea ce este un nivel avansat la nivel mondial.
Standarde pentru adaptarea la industrie:
Aerospațial: Fiecare parte trebuie să valoreze cel puțin 500.000 de yuani și trebuie să fie foarte ușoară.
Medical: trebuie să îndeplinească certificarea medicală ISO 13485 și să permită personalizarea personalizată
Energie: are nevoie de certificarea navei sub presiune ASME și poate gestiona temperaturi de cel puțin 500 de grade.