Koliki je trošak održavanja metalnih kalupa za 3D štampu?

一, Troškovi održavanja opreme: puna investicija od hardvera do softvera
1. Habanje i opterećenje ključnih dijelova i amortizacija opreme
Metalna oprema za 3D štampanje, poput SLM i EBM tehnološke opreme, veoma je skupa. Najbolji modeli mogu koštati milione juana, a trošak amortizacije je veliki dio troškova održavanja. Na primjer, Platinum BLT-S800 ima 8 lasera, visoko{6}}precizna ogledala, vakuumske komore i druge važne dijelove. Laseri (koji traju oko 20.000 sati) i ogledala (koji traju oko 50.000 sati) su dva ključna dijela koja je potrebno redovno mijenjati nakon-dugotrajne upotrebe. Studija slučaja proizvođača dijelova za zrakoplovstvo pokazuje da zamjena osnovnih dijelova košta 40% godišnjih troškova održavanja jednog uređaja, a zamjena lasera košta više od 60% ukupne cijene svih dijelova.

2. Pametno upravljanje i održavanje koje zaustavlja probleme prije nego što se dogode
Kompanije treba da uspostave sistem preventivnog održavanja kako bi smanjile gubitke od iznenadnih kvarova koji stvaraju zastoje. Na primjer, IoT senzori mogu pratiti temperaturu uređaja, vibracije, snagu i druge faktore u realnom vremenu, a AI algoritmi mogu koristiti ove podatke da pogode kada bi se problemi mogli dogoditi. Određena kompanija koja proizvodi kalupe za automobile smanjila je broj puta kada im se oprema pokvarila za 35% i troškove održavanja za 20% nakon upotrebe ove tehnike. Takođe, rast sistema za dijeljenje uređaja, kao što je mreža proizvodnje na zahtjev 3D Systems-a, olakšao je podjelu troškova održavanja pojedinačnih uređaja okupljanjem osoblja za održavanje.

3. Ažuriranje softvera i čuvanje podataka
Metalna 3D štampa zahteva softver za dizajn (kao što je SolidWorks ili Magics) i softver za rezanje (kao što je Autodesk Netfabb). Cijena licenciranja i nadogradnje ovih programa treba da bude uključena u budžet za održavanje. Studija slučaja kompanije koja proizvodi medicinske implantate pokazuje da troškovi nadogradnje softvera čine oko 15% ukupnih godišnjih troškova održavanja. Međutim, nakon nadogradnje, poboljšanje procesa štampanja može povećati upotrebu materijala za 10%, što može pomoći u pokrivanju dijela troškova. Istovremeno, trošenje novca na zaštitu podataka (poput šifrovanog prijenosa i sigurnosne kopije u oblaku) je također implicitni trošak koji se ne može zanemariti, posebno u područjima koja zahtijevaju puno sigurnosti, poput svemira.

2, Troškovi upravljanja materijalima: čineći cijeli proces od kupovine do recikliranja što efikasnijim
1. Cijena i stabilnost lanca opskrbe metalnim prahom
Glavni materijal koji se koristi za izradu kalupa za 3D štampu je metalni prah. Na njegovu cijenu uvelike utječu stvari poput promjena na tržištu sirovina, metoda proizvodnje i kriterija čistoće. Na primjer, prah od legure titanijuma može koštati desetine puta više od običnih plastičnih materijala. Također, promjene u distribuciji veličine čestica i tečljivosti od različitih dobavljača mogu uzrokovati da se kvalitet štampe razlikuje. Studija slučaja određenog projekta kalupa lopatice motora aviona otkriva da potpisivanje dugoročnih-ugovora sa dobavljačima, zaključavanje cijena praha i optimizacija serija nabavke smanjuju troškove materijala za 18%.

2. Stopa kojom se prah koristi i tehnologija za njegovo recikliranje
Prije recikliranja, neotopljeni prah koji se koristi u metalnoj 3D štampi mora se prosijati, osušiti i tretirati na druge načine. Ali recikliranje stvari više puta će povećati čestice i dodati više kisika, što može oštetiti kvalitetu štampe. Određeni proizvođač kalupa za automobilske konektore koristi zatvoren-sistem upravljanja prahom koji prati status praha u realnom vremenu i automatski mijenja omjer recikliranja. Ovo podiže stopu iskorištenja praha sa 75% na 92% i smanjuje cijenu materijala za jedan kalup za 25%. Takođe, novi načini za pravljenje praha, kao što je raspršivanje gasa, mogu da naprave praškove koji su sferičniji, što smanjuje prskanje tokom štampanja i čini ih još boljim.

3. Troškovi korištenja pomoćnog plina i energije
Da metal ne bi zarđao, 3D štampa se mora obaviti u okruženju inertnog gasa, kao što je argon. Trošak plina argona čini 5% do 15% cjelokupne cijene tiska, a koliko ćete ga koristiti ovisi o procesu tiska i koliko je oprema zapečaćena. Promjenom postavki štampanja, kao što su tanji slojevi i veća brzina skeniranja, određeni projekt kalupa od legure aluminija smanjio je upotrebu plina argona za 30%. U isto vrijeme, korištenje-uređaja za uštedu energije, kao što su EBM štampači sa sistemima za povrat energije, može pomoći u smanjenju troškova energije. Studija slučaja pokazuje da je trošak potrošnje energije jednog kalupa smanjen za 40% u odnosu na konvencionalnu opremu.

3, Troškovi optimizacije procesa: Lean menadžment od promjene parametara do kontrole kvalitete
1. Pronalaženje najboljih parametara procesa i troškova za isprobavanje stvari
Na kvalitet i cenu 3D štampanja metalom direktno utiču stvari kao što su snaga lasera, brzina skeniranja i debljina sloja. Na početku projekta izrade kalupa za turbinski disk aviona, stopa neuspjeha u štampanju bila je čak 30% jer parametri nisu bili ispravno postavljeni. Svaki pokušaj i greška u kalupu koštaju više od 50.000 juana. Kompanija je smanjila troškove pokušaja i grešaka na manje od 5% korišćenjem rešenja za optimizaciju procesa veštačke inteligencije kao što su 3D rešenja na slici 4 Proizvodni sistem. Istovremeno, efikasnost štampe je porasla za 20%.

2. Troškovi automatizacije naknadne -obrade i nadogradnje
Metalni kalupi za 3D štampu često se moraju tretirati nakon što su napravljeni, što može uključivati ​​toplinsku obradu, CNC preciznu obradu i poliranje. Ovi koraci mogu dodati 15% do 30% cjelokupnoj cijeni kalupa. Jedna kompanija koja proizvodi kalupe za brizganje automobila smanjila je vrijeme potrebno za završetak kalupa sa 72 sata na 24 sata i smanjila troškove rada za 60% dodavanjem automatiziranih linija za naknadnu{8}} obradu, kao što su peto-osni CNC alatni strojevi i robotski sistemi za poliranje. Korištenje-tehnologije nadzora na licu mjesta, kao što su infracrvene kamere i senzori za topljeni bazen, također može odmah pronaći greške u štampanju, što smanjuje potrebu za naknadnom{12}}preradom.

3. Troškovi ispitivanja i kontrole kvaliteta
Da biste provjerili kvalitet metalnih kalupa za 3D štampu, potrebni su vam vrlo precizni alati kao što su CT skeniranje i instrumenti za mjerenje koordinata. Ovi alati čine 10% do 20% ukupnih troškova održavanja. Digitalni sistem upravljanja kvalitetom (poput QMS softvera) je postavljen za određeni projekat kalupa za medicinske implantate. Ovaj sistem automatski prikuplja i analizira podatke o detekciji, što ubrzava proces za 50%. Statistička kontrola procesa (SPC) je također smanjila stopu grešaka sa 2% na 0,5%.

4, Troškovi kontrole životne sredine: ulaganja u usklađenost, od održavanja stabilne temperature i vlažnosti do uklanjanja smeća
1. Zahtjevi za proizvodno okruženje i ulaganja u objekte
Metalna 3D štampa zahteva veoma specifične uslove za temperaturu, vlažnost i čistoću. Takođe su mu potrebne stvari kao što su radionice sa konstantnom temperaturom i vlagom i opremom za pročišćavanje vazduha. Visoka-kompanija za prilagođena vozila uradila je studiju slučaja i otkrila da troškovi kontrole životne sredine u njenoj radionici za 3D štampanje iznose 12% ukupnih godišnjih troškova održavanja. Međutim, optimiziranjem rasporeda radionice (na primjer, korištenjem lokalnih jedinica za prečišćavanje) i pametnim sustavima kontrole temperature, potrošnja energije je smanjena za 25%.

2. Riješite se smeća i pridržavajte se ekoloških pravila
Da bi se poštovala ekološka pravila, ostaci metalnog 3D štampanja, poput neotopljenog praha i potpornih struktura, moraju se sortirati i reciklirati. Određeni proizvođač kalupa za avione je postavio mehanizam za recikliranje i ponovnu upotrebu 95% metalnog praha i 80% pratećih komponenti. Takođe radi sa stručnim kompanijama za zaštitu životne sredine kako bi se riješili opasnog otpada, što smanjuje troškove usklađenosti za 30% svake godine.