Czy technologia-przetwarzania końcowego wpłynie na cykl dostaw?

一, Rodzaj technologii-przetwarzania końcowego to-miecz obosieczny, charakteryzujący się złożonością i cyklem.
Istnieją cztery typy technik-obróbki końcowej druku 3D z metalu: obróbka cieplna, obróbka powierzchniowa, obróbka skrawaniem i prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP). Każda z tych procedur ma zupełnie inny wpływ na cykl dostaw.

1. Obróbka cieplna: walka pomiędzy wydanym czasem i pieniędzmi a poprawą wydajności
Głównym sposobem na pozbycie się naprężeń szczątkowych i ulepszenie materiałów jest obróbka cieplna, ale ważny jest czas, jaki jest potrzebny. Na przykład części ze stopu tytanu Ti6Al4V należy wyżarzać w temperaturze 800–900 stopni przez 30–120 minut. Z drugiej strony, wysokotemperaturowy stop Inconel 718- wymaga przesycania i starzenia, które trwają ponad 10 godzin. Jeśli konstrukcja części jest skomplikowana lub grubość ścianki jest nieregularna, należy zmienić krzywą temperatury części, aby wydłużyć czas obróbki. W pewnym projekcie dyszy silnika lotniczego wykazano, że części bez obróbki cieplnej wytrzymywały tylko 2000 cykli, ale po obróbce cieplnej wytrzymywały 13 000 cykli. Jednakże obróbka cieplna wydłużyła cykl dostawy o 30%.

2. Obróbka powierzchni: Znalezienie właściwej równowagi pomiędzy dokładnością i szybkością
Celem obróbki powierzchni jest ulepszenie powierzchni części, jednak różne procedury działają z bardzo różnymi prędkościami. Ręczne polerowanie zależy od umiejętności operatora, a obróbka każdego elementu może zająć wiele godzin, a powtarzalność jest słaba; Tempo procesu piaskowania jest szybkie, jednakże nie jest łatwo dotrzeć do skomplikowanych struktur wewnętrznych; Polerowanie chemiczne może osiągnąć poziom dokładności mikrometrowej poprzez równoległe rozpuszczanie, ale stężenie roztworu i czas reakcji muszą być bardzo dokładnie kontrolowane. Polerowanie chemiczne stosowane jest przez pewną firmę zajmującą się implantami medycznymi w celu wygładzenia powierzchni porowatego stopu tytanu w zakresie od 6–12 μm do 0,2–1 μm, jednak obróbka pojedynczego kawałka zajmuje nadal 1–2 godziny.

3. Obróbka: „Pułapka czasu” precyzyjnej kompensacji
Metalowe części drukowane w 3D często wymagają obróbki w celu skorygowania błędów wymiarowych, ale trudno jest przetwarzać elementy o skomplikowanych strukturach. Na przykład wewnętrzna średnica tulei-chłodzonej wodą w samochodzie musi mieścić się w granicach ± ​​0,01 mm. Można tego dokonać za pomocą pięcioosiowego-frezowania połączeń, którego wyprodukowanie zajmuje od 4 do 6 godzin. Jeżeli detale mają cienkie ścianki lub wiszą, należy wykonać specjalne mocowania, co jeszcze bardziej wydłuży czas przygotowania.

4. Prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP): „koszt czasowy” dużego skoku wydajności
HIP to ważny krok w pozbyciu się porów wewnętrznych i zagęszczeniu skóry, ale kosztuje dużo pieniędzy i zajmuje dużo czasu. W przypadku pewnego projektu dyszy lotniczej obróbka HIP musi być wykonywana pod ciśnieniem 100 MPa i temperaturze 1200 stopni przez 4 godziny, przy czym temperatura wzrasta i spada, co oznacza, że ​​każdy cykl przetwarzania trwa 12 godzin. HIP sprawia, że ​​części wytrzymują sześć razy dłużej, ale także sprawia, że ​​dostawy trwają o 50% dłużej.

2, Kontrola parametrów procesu: znalezienie właściwej równowagi między dokładnością a cyklem
Kluczem do skrócenia cyklu dostaw jest dokładna kontrola nad parametrami procesu-końcowego przetwarzania. Na przykład, jeśli odchylenie kontroli temperatury podczas obróbki cieplnej jest większe niż ± 10 stopni, może to spowodować, że elementy staną się grubsze lub nie wyzwolą wystarczającego naprężenia, co będzie oznaczać konieczność ich ponownej obróbki. Jedna z firm zainstalowała zaawansowany system zarządzania temperaturą, który utrzymuje temperaturę obróbki cieplnej w zakresie ± 5 stopni. Skraca to czas przetwarzania każdego elementu o 20%.

Jeśli chodzi o obróbkę powierzchni, stężenie roztworu do polerowania chemicznego należy zmieniać w zależności od materiału i chropowatości powierzchni części. Tworząc bazę danych procesów, firmie medycznej udało się zoptymalizować stężenie chemicznego roztworu polerskiego do 15–20%. Skróciło to czas obróbki pojedynczego przedmiotu z 2 godzin do 1 godziny i utrzymało chropowatość powierzchni poniżej 0,4 μm.

W obróbce skrawaniem skuteczność programowania sterowania numerycznego ma bezpośredni wpływ na cykl obróbki. Pewna firma produkująca części samochodowe wdrożyła system programowania-wspomaganego sztuczną inteligencją. Skraca to czas programowania z 4 godzin do 1 godziny, a czas przetwarzania pojedynczego elementu z 6 godzin do 4 godzin.

3, Wydajność sprzętu i personelu: „podstawowe wsparcie” cyklu dostaw
Na cykl dostaw wpływa wydajność sprzętu-do przetwarzania końcowego i poziom kompetencji operatorów. Na przykład typowy sprzęt HIP może ogrzewać i chłodzić jedynie z szybkością 50 stopni na godzinę, podczas gdy nowoczesny sprzęt HIP do szybkiego ogrzewania może to robić z szybkością 200 stopni na godzinę. Skraca to czas przetwarzania pojedynczego elementu o 60%. Po tym, jak pewna firma lotnicza otrzymała sprzęt HIP do szybkiego nagrzewania, jej roczna zdolność przerobowa wzrosła z 500 do 1500 sztuk, a czas dostawy skrócił się o 40%.

Jeśli chodzi o umiejętności ludzi, utalentowani operatorzy mogą skrócić czas-nieprzetwarzający, zwiększając efektywność ścieżki procesu. Na przykład warsztat obróbki mechanicznej nauczył operatorów, jak korzystać z technologii „zintegrowanej obróbki wieloprocesowej”, która łączy elementy wymagające trzech procesów w jeden, skracając czas potrzebny na przetworzenie jednego przedmiotu z 8 do 5 godzin.

4, Praktyka branżowa: modelowy przypadek poprawy cykli dostaw
W przemyśle lotniczym jedna firma korzysta ze zintegrowanej linii produkcyjnej obejmującej „drukowanie, obróbkę cieplną, HIP i obróbkę skrawaniem”. Wykorzystują symulację procesu, aby ulepszyć ustawienia obróbki cieplnej i skrócić czas dostawy z 30 dni do 18 dni. Czas obróbki cieplnej skrócono z 12 godzin do 8 godzin, a czas HIP z 12 godzin do 7 godzin.
Pewna firma ortopedyczna z branży medycznej wymyśliła sposób na połączenie „chemicznego polerowania” i „obróbki skrawaniem”, aby uzyskać gładsze implanty ze stopu tytanu w zakresie od 6–12 m do 0,2–1 m. Zautomatyzowane maszyny polerskie skróciły czas obróbki każdego elementu z 2 godzin do 0,5 godziny, a cykl dostaw skrócił się o 60%.
Pewna firma z branży samochodowej opracowała system programowania-wspomaganego sztuczną inteligencją z pięcioma-urządzeniami do frezowania z połączeniami osiowymi. Skróciło to cykl obróbki tulei-chłodzonych wodą samochodową z sześciu do trzech godzin. Cały cykl dostaw został skrócony z 15 dni do 9 dni ze względu na szybko-nagrzewający się sprzęt HIP.