Czy drukowanie metalowe 3D może pokazać swoje możliwości w szybkiej produkcji części zamiennych w fabrykach?

一, Wzmocnienie techniczne: drukowanie metalowe 3D naprawia trzy duże problemy w tworzeniu zapasowych komponentów.
1. Zmiana jakości efektywności czasowej z „miesięcznej dostawy” na „cotygodniową odpowiedź”
Robienie części zamiennych stary - sposób, który zajmuje więcej niż dziesięć kroków, takich jak projektowanie form, obróbka obróbki i obróbka cieplna. Cały proces trwa kilka miesięcy. Na przykład firma kolejowa produkuje 24crnimo stalowe dyski hamulcowe stalowe przy użyciu tradycyjnych metod, które zajmują 180 dni od projektu do dostawy. Ale używającDrukowanie metalowe 3DTechnologia, cały proces produkcji można wykonać w zaledwie 631 godzin, co skraca czas dostawy o 70%. Funkcja „bezpośredniej produkcji cyfrowej” metalowego drukowania 3D sprawia, że ​​jest to bardziej wydajne. Robi to poprzez krojenie modeli CAD i topienie metalowej warstwy proszkowej warstwą laserem lub wiązką elektronową, bez zapotrzebowania na rozwój pleśni lub inne etapy przetwarzania. Pozwala to na „projektowanie jako produkcję”.
Na przykład część strukturalna ze stopu tytanowego stopu wykonana na zamówienie przez pewną firmę lotniczą za pomocą napromieniowania laserowego wynosi wymiar 418 mm × 362 mm × 2210 mm. Używa multi - laserowej technologii SLM do poprawy drogi skanowania i wejścia energii. Łączy także skomplikowaną strukturę, która należy zacisnąć w 12 etapach w poprzednich metodach. Cykl produkcji jest ograniczony z 45 dni do 18 dni, a unika się utraty dokładności wynikającej z wielu - splicingu.
2. Od „zapasów masowych” do „na - produkcja popytu”: Zmiany w strukturze kosztów
Technika „bezpieczeństwa” jest stosowana w tradycyjnym zarządzaniu częściami zamiennymi, co oznacza, że ​​dużo pieniędzy jest związane, a obrót zapasów jest ograniczony. Pewna firma samochodowa twierdzi, że 30% zapasów części zamiennych to „zapasy zombie”, co oznacza, że ​​nie był używany od 5 lat i kosztuje ponad 20 milionów juanów. Model „Digital Inventory+Instant Manufacturing” metalowego drukowania 3D zamienia części zamienne z zapasów fizycznych w zasoby danych. Oznacza to, że firmy muszą przechowywać tylko pliki modelowe 3D i mogą od razu je drukować na podstawie ostrzeżeń dotyczących awarii sprzętu lub planów produkcyjnych, co oznacza, że ​​mogą wytworzyć „zero zapasów”.
Na przykład organ zastawek energii jądrowej wykonany przez China General Nuclear Corporation (CGN) potrzebuje z wyprzedzeniem 200 części zamiennych, aby zaspokoić nagły popyt, który kosztuje do 5 milionów juanów w zapasach. Dzięki drukowaniu metalowym 3D firmy muszą przechowywać pod ręką modele cyfrowe 10 modułów podstawowych dla produkcji popytu -, co obniża koszty zapasów o 90% i eliminuje ryzyko wyrzucenia części zamiennych z powodu zmian projektowych.
3. Od „części standardowych” do „dostosowywania”: aktualizacja funkcjonalnej zdolności adaptacyjnej
Sprzęt fabryczny ma określone potrzeby w zakresie wydajności części zamiennych ze względu na różnice w ich stosowaniu i tego, co niosą. Ponieważ formy są tak powszechne, tradycyjni rzemieślnicy nie mogą robić rzeczy dokładnie tak, jak ich chcesz. Drukowanie metalowe 3D może tworzyć „mapę wydajności” dla każdej części zamiennej przy użyciu technologii takich jak optymalizacja topologii i kontrola struktury sieci. Na przykład firma, która produkuje roboty, wykorzystuje metalowy druk 3D do tworzenia struktur kratowych gradientu dla połączeń ramion robotycznych, które działają w różnych warunkach. Wysokie - sieci gęstości są używane w regionie wibracji o wysokiej częstotliwości - w celu poprawy wydajności tłumienia, a niskie - sieci gęstości są używane w lekkim regionie do obniżenia wagi. Rozszerza to żywotność stawów o 40% i ogranicza zużycie energii o 15%.
Drukowanie metalowe 3D jest lepsze do dostosowywania sprzętu medycznego niż inne rodzaje drukowania 3D. Konkretna firma tworzy implant stawu biodrowego tytanu dla pacjentów ortopedycznych. Implant ten służy do uzyskania danych kości pacjenta za pomocą skanowania CT, tworzenia modeli 3D, które są unikalne dla każdego pacjenta, a następnie drukują implanty, które odpowiednio pasują do kości pacjenta za pomocą technologii topnienia wiązki elektronów (EBSM). Czas regeneracji po zabiegu jest przecięty na połowę, a unikanie drugiej operacji, ponieważ części nie pasują, ponieważ części nie pasują.
2, Drukowanie metalowe 3D w produkcji części zamiennych: wspólne sytuacje w branży
1. Aerospace: „Technologia regeneracji” dla drogich części zamiennych
Przemysł lotniczy potrzebuje części zamiennych, aby były bardzo niezawodne, a tradycyjne metody tworzenia skomplikowanych części strukturalnych są dość drogie. Na przykład dysza paliwowa silnika LEAP GE LEAP składa się zwykle z 20 części, które są spawane razem. Ale przy metalowym druku 3D można go przekształcić w jeden kawałek, który przecina liczbę części o 80%, wagę o 25%i zdolność do znoszenia wysokich temperatur o trzykrotnie. Co ważniejsze, gdy dysza musi zostać wymieniona, ponieważ jest zużyta, tradycyjne metody wymagają formowania Re -, które może potrwać do sześciu miesięcy. Z drugiej strony metalowy druk 3D może tworzyć części zamienne w ciągu zaledwie 72 godzin, dzięki czemu silnik może wkrótce zacząć ponownie pracować.
2. Robienie samochodów: „Urządzenie do zatrzymania” do zamknięcia linii produkcyjnej
Koszt przestoju na linii produkcyjnej samochodów może wynosić nawet 100 000 juanów na godzinę, a to, jak szybko dostarczane są części zamienne, wpływa bezpośrednio na to, jak wydajna jest produkcja. Niemiecka firma samochodowa skróciła czas potrzebny na dostarczenie ważnych części zamiennych od 14 do 3 dni, odkąd zaczęli stosować metalowy druk 3D. Na przykład słabe części tytanowych form stopów na linii stemplowania muszą zostać przywiezione z niemieckiej kwatery głównej, a koszt pilnego transportu wynosi 40% ceny części zamiennych. Jednak po przejściu na lokalny metalowy druk 3D koszt części zamiennych spadł o 60%i można je teraz dostarczyć w czasie rzeczywistym z „24-godzinną odpowiedzią”.
3. Energy Equipment: „Życie - pigułka oszczędzająca” dla przestarzałych narzędzi
Sprzęt w branży energetycznej trwa długo, a niektóre komponenty zastępcze nie są już tworzone, co utrudnia kopiowanie starych procedur. Wiatr pompy chłodzącej pewnej elektrowni jądrowej należy zmienić, ponieważ jest ona skorodowana, ale firma, która stworzyła oryginalne części, nie robi ich już. Po uzyskaniu informacji 3D na wirniku za pośrednictwem inżynierii odwrotnej, technologia drukowania metalowego 3D została wykorzystana do wykonania przeszkód z stopu Inconel 718, który działał tak samo dobrze jak oryginalne części zamienne. Po przetestowaniu okazało się, że jest bardziej odporny na korozję niż elementy wykonane za pomocą tradycyjnych metod, a koszt drukowania wynosił tylko jeden - piąty kosztów formowania Re -.
3, co się stanie w przyszłości: trzy główne sposoby tworzenia części zamiennych z metalowym drukiem 3D
1. Multi - Drukowanie materiałów: przechodzenie od „pojedynczej funkcji” do „integracji systemu”
Drukowanie metalowe 3D ostatecznie przekroczy granice użycia tylko jednego materiału i udostępni funkcjonalnie stopniowane materiały na żądanie. Na przykład w korpusach zaworów hydraulicznych moc laserowa lub prędkość skanowania można zmienić, aby wydrukować stopy twardości wysoko - w powierzchni uszczelnienia, aby były bardziej odporne na zużycie, oraz lekkie aluminiowe stopy w głównym obszarze ciała, aby były jaśniejsze. Stwarza to projekt „jeden kawałek z wieloma funkcjami”.
2. Inteligentna linia produkcyjna: od „ręcznej interwencji” do „Black Light Factory”
Po połączeniu przemysłowego Internetu rzeczy (IIOT) z sztuczną inteligencją (AI), metalowy druk 3D będzie mógł w pełni zautomatyzować proces. Na przykład sprzęt do drukowania może przekazać prawdziwą informację zwrotną czasową - na temat problemów związanych z przepisami, używając aparatów w podczerwieni i systemów monitorowania puli topni. Korzystając z algorytmów uczenia maszynowego w celu poprawy ustawień drukowania, wskaźnik sukcesu drukowania ciał zastawki stopu tytanu w jednym Go wzrósł z 85% do 98%. Łącząc się z systemami ERP/MES, możliwe jest zarządzanie prognozowaniem zapotrzebowania części zamiennych, planowaniem i planowaniem produkcji oraz rozkładem logistyki w zamkniętej pętli.
3. Zielona produkcja: Zmiana „wysokiego zużycia energii” na „Zrównoważony”
Tradycyjna technologia przetwarzania metalu wykorzystuje tylko mniej niż 30% materiału, z którym współpracuje. Z drugiej strony drukowanie metalowe 3D może wykorzystać ponad 95% materiału, z którym współpracuje dzięki technologii „Bliski Nett Forming”. Na przykład jedna firma zatrudnia metalowy druk 3D, aby zrobić kości robotów z stopu aluminium. To ogranicza cięcie odpadów o 80% w porównaniu do tradycyjnej obróbki i osiąga zamknięte - Wykorzystanie pętli poprzez recykling niezwiązany proszek, który przecina emisję węgla z pojedynczych części zamiennych o 60%.