Come determinare se un componente è adatto per la sostituzione con la stampa metallica?

1. Complessità geometrica: andare oltre i confini fisici della produzione tradizionale
Il principale vantaggio della stampa 3D in metallo è che può creare complicate forme geometriche che altri metodi non possono. La stampa in metallo è l'opzione migliore quando la parte ha le seguenti funzionalità:
Miglioramento del canale di flusso all'interno: Ad esempio, il collettore del motore è composto da tubi irregolari, sottili - murati che fanno tutti parte dello stesso pezzo. Ciò si sbarazza dei guasti alla saldatura che venivano con metodi di saldatura standard e riduce la resistenza al fluido di oltre il 30%. Una determinata attività di motori aeronautica ha utilizzato la tecnologia SLM (Laser Selective Melting) per stampare una camera di combustione. Il canale di raffreddamento interno era largo solo 0,8 mm, ma l'efficienza di raffreddamento è aumentata del 45%.
Struttura di ottimizzazione della topologia: una struttura reticolare può trovare un equilibrio tra leggerezza e forza. Ad esempio, un produttore automobilistico ha realizzato parti per il sistema di sospensione come strutture reticolari BCC, che hanno ridotto il peso del 62% mantenendo la resistenza e aumentato l'uso del materiale dal 15% nella produzione sottrattiva standard al 92%.
Design integrato: la stampa in metallo può combinare diverse parti in una. Un'azienda che trasforma l'attrezzatura per l'alimentazione eolica ha combinato 12 pezzi nel cambio in una parte stampata. Ciò ha tagliato il tempo impiegato per metterlo insieme da 8 ore a 45 minuti e ridurre il tasso di fallimento del 78%.
Criteri per la valutazione: se la parte ha cinque o più superfici lavorate indipendenti, necessita di tre o più serrazioni e posizionamento o ha dimensioni di funzionalità inferiori a 0,5 mm che sono difficili da ottenere metodi standard, allora è geometricamente fattibile per la sostituzione della stampa metallica.
2. Prestazioni materiali: soddisfa le rigide esigenze di condizioni operative molto difficili
Per sostituire i tradizionali prodotti di processo, le parti di stampa in metallo devono passare la verifica delle prestazioni dei materiali:
Performance meccaniche corrispondenti: le parti stampate utilizzando la lega di titanio possono avere una resistenza alla trazione di 1100 MPA e un allungamento del 15%. Ciò significa che possono essere usati invece di parti forgiate nel carico dell'aviazione - Strutture del cuscinetto. Un'azienda aerospaziale ha confermato che la staffa satellitare in lega di titanio 3D - è più stabile in termini di dimensioni rispetto ai getti tradizionali, con un cambio di soli 0,02 mm/m tra -196 gradi e 350 gradi.
Controllo della microstruttura: è possibile modificare la densità di potenza del laser e la velocità di scansione per modificare i cristalli colonnari in cristalli equiax. Un'azienda che rende le attrezzature per l'energia nucleare migliorano il metodo di stampa per le valvole in acciaio inossidabile a 316L per ottenere dimensioni del grano di grado 8 ASTM e le rendono tre volte più resistenti alla corrosione dagli ioni cloruro.
Bisogni funzionali speciali: nichel - basato su - parti in lega di temperatura fatte di Inconel 718 possono gestire una resistenza alla trazione di 1200 MPA a 650 gradi, il che è buono per i dischi di turbine nei motori dell'aeromobile. Una società medica ha creato un impianto di giunzione alla lega di cromo cobalto che è denso al 99,9% grazie alla tecnologia di fusione del fascio di elettroni (EBM). È anche più biocompatibile rispetto ai getti standard.
Come controllare: per assicurarsi che gli indicatori di prestazione soddisfino o superano i criteri dei componenti originali, i test di prestazioni meccanici come la trazione, l'impatto e i test di durezza, nonché test di verifica della microstruttura come l'analisi metallografica e il test Distruttivo non -}.
3. Analisi dell'economia: ottimizzare il costo dell'intero ciclo di vita
Dobbiamo guardare l'economia della stampa metallica dalle seguenti angoli:
Sbrigazione dei costi individuali: per le parti in lega di titanio, il costo dei materiali è del 45%(con un tasso di utilizzo della polvere dell'85%), il costo dell'ammortamento delle apparecchiature è del 25%, il costo del post - l'elaborazione è del 20%e il costo del lavoro è del 10%. Se la dimensione del batch è inferiore a 500 pezzi, la stampa costa meno rispetto all'utilizzo di un centro di lavorazione dell'asse a cinque -. Se la dimensione del lotto è più di 2000 pezzi, devi pensare a come dividere il costo dello stampo.
Risparmio che non sono ovvi: stampando pezzi di ricambio, un produttore di attrezzature per semiconduttori è stato in grado di vendere il suo inventario 24 volte l'anno anziché 4 volte l'anno. Ciò ha salvato la società oltre 8 milioni di yuan in spese di archiviazione ogni anno. La stampa localizzata riduce le perdite di inattività da una media di 500.000 yuan al giorno a 80.000 yuan nei casi in cui la manutenzione viene eseguita in remoto.
Periodo di rimborso degli investimenti: ad esempio, quando un'azienda ha iniziato a utilizzare la stampa in metallo per creare stampi, il tempo impiegato per fare uno stampo è passato da 45 giorni a 12 giorni e il costo di un singolo set di stampi è passato da 120.000 yuan a 78.000 yuan. Entro sei mesi, i soldi spesi per le attrezzature sono stati fatti indietro.
Modello per prendere decisioni: una parte è economicamente fattibile se si adatta alle seguenti condizioni:
Produzione di dimensioni da piccola a media - con un bisogno annuale per 50-2000 pezzi
Parti con un unico valore che è più di 2000 yuan e aggiungono molto valore
Più del 30% delle volte, la domanda di manutenzione di emergenza o lavori su misura è elevata.
4. Ciclo di produzione: il principale vantaggio della produzione agile
La stampa metallica ha molti vantaggi in ciclo nelle seguenti situazioni:
Creazione di un nuovo modello: stampando 20 tipi di prototipi di cambio contemporaneamente, una certa casa automobilistica ha ridotto il ciclo di sviluppo da 18 mesi a 7 mesi e ha triplicato il numero di iterazioni di test.
Fornitura istantanea di pezzi di ricambio: una compagnia di energia eolica ha creato un centro di stampa regionale in modo che i componenti di ricambio di -} lunghi come i cuscinetti della lama possano essere consegnati in 48 ore, il 90% più veloce dei modi tradizionali per ottenerli.
Miglioramento di apparecchi e maschere: stampando apparecchi unici, una società di elettronica è stata in grado di migliorare la precisione del montaggio della superficie SMT da ± 0,1 mm a ± 0,03 mm e tagliare il tempo impiegato per cambiare i cavi da 45 minuti a 8 minuti.
La stampa in metallo può terminare l'intero processo, dalla progettazione alla consegna, in 72 ore, che è da 5 a 10 volte più veloce dei metodi tradizionali. Funziona meglio quando ci sono molti diversi tipi di prodotti e piccoli lotti che devono essere apportati con grandi cambiamenti nella domanda.
5. Capacità di adattarsi a diversi scenari di applicazione: profonda integrazione dei tratti del settore
L'applicabilità della stampa metallica varia in modo significativo tra le aziende.
Un carrello di atterraggio di un jet da combattimento specifico è stato ottimizzato in due modi: stampando parti strutturali in lega di titanio, è diventato il 32% più leggero e il 15% più forte. Il tempo necessario per rispondere alle richieste di manutenzione è diminuito da due settimane a 72 ore.
In medicina, gli impianti dentali personalizzati utilizzano la tecnologia di fusione del fascio di elettroni per raggiungere un controllo di precisione di 0,1 mm. I rivestimenti bioattivi hanno un'efficienza di deposizione cinque volte superiore a quella dei metodi tradizionali e il tempo di guarigione per i pazienti viene tagliato del 40%.
Strumenti energetici: una centrale nucleare utilizza tubi di trasferimento di calore del generatore di vapore stampati che ottimizzano l'orientamento del grano per rendere l'unità 8% più efficiente termicamente. Il ciclo operativo continuo dura più di 24 mesi, il che è un livello avanzato in tutto il mondo.
Standard per adattarsi all'industria:
Aerospaziale: ogni parte deve valere almeno 500.000 yuan e deve essere molto leggera.
Medical: deve soddisfare la certificazione medica ISO 13485 e consentire la personalizzazione personalizzata
Energia: necessita di certificazione della nave a pressione ASME e può gestire temperature di almeno 500 gradi.