Kunnen het afdrukken van alternatieve gietprocessen de schimmelkosten verlagen?

1. Het kostenprobleem met traditionele gietvormen: vaste kosten maken de "schaalval" erger.
De kostenstructuur van klassieke castingtechnieken heeft een grote functie "vaste kosten dominant" en de economie van deze processen hangt veel af van het verspreiden van kosten via grote - schaalproductie. De ontwikkelingskosten van een set van de lichaamsvormen van de auto -motorcilinder zijn bijvoorbeeld zo hoog als 2,3 miljoen yuan, wat 41% is van de totale projectkosten. Het schipkrukasgastproject moest vier schimmelreparaties hebben vanwege ontwerpfouten in het stroomkanaal, dat een extra 600.000 yuan en vertraagde levering met 42 dagen kostte. Drie hoofdproblemen maken mallen zo duur:
Kosten van materialen en verwerking: voor grote en gecompliceerde mallen heeft u speciaal staal nodig dat zeer robuust is, hoge temperaturen aankan en niet gemakkelijk breekt. Een enkele set metalen mallen kan tussen 150.000 en 800.000 yuan kosten. Voor meer gecompliceerde structurele schimmels kunnen de kosten nog meer stijgen omdat ze in blokken moeten worden gemaakt.
Kosten voor iteratie en onderhoud: het wijzigen van een schimmel vereist het hele proces van "Debugging van de ontwerpverwerking", dat meestal 3 tot 5 iteraties nodig heeft. Schimmelreparatiekosten vormen 12% van de volledige kosten van een hydraulisch ondersteuningsproject voor het gieten vanwege ontwerpfouten.
Kosten van opslag en inventaris: het bij de hand maken en vormen zijn vereist voor traditionele zandvormen, die 28% van de totale arbeidskosten kost. De fabriek heeft een schimmelopslaggebied van ongeveer 500 vierkante meter en kost 120000 yuan per jaar om het vol te houden.
In situaties waarin er kleine - schaal zijn, veel verschillende soorten productie, werkt dit concept van de schaal "economieën van schaal" helemaal niet. Wanneer een mijnbouwmachinebedrijf bijvoorbeeld een aangepaste brekerbehuizing maakt, kunnen de kosten van een enkele mal met behulp van traditionele methoden worden gedeeld tot 23000 yuan . 3 D -printtechnologie, daarentegen, drijft de productie rechtstreeks uit digitale bestanden. Dit verlaagt schimmelkosten tot nul en verhoogt de inkomsten op enkele stukken met 27% in vergelijking met de traditionele batchproductie.
2. De theorie achter de lagere kosten van 3D -printen: gaan van "fysieke mallen" naar "digitale productie"
3D -printtechnologie verwijdert de behoefte aan fysieke mallen door lagen op elkaar te stapelen. Het verlaagt ook de kosten op drie manieren:
Kosten verlagen voor mallen: u kunt zand- of harsmallen direct afdrukken zonder metalen mallen te behandelen. Het maken van een hydraulische ondersteuningskolom met traditionele methoden kost bijvoorbeeld 580.000 yuan om drie sets metaalvormen te maken. Bij 3D -printen zijn de enige kosten voor de afschrijving van materialen en apparatuur, wat 92% minder is dan de kosten van traditionele mallen.
De snelheid van het gebruik van materiaal is veel gestegen: tijdens het vormproces verliest traditionele zandschimmel 15% tot 20% van het zand, wat veel materiaalafval is. Maar met digitale snijbeheersing regelt 3D -printen het sedimentatiepad van zanddeeltjes, en het gebruik van materiaalgebruik is gestegen tot meer dan 98%. De echte - wereldbeoordeling van een project voor gasturbineblade toont aan dat 3D -geprinte zandvormen 3,2 ton parelzand besparen in vergelijking met oudere methoden, en de kosten van materialen voor één component dalen met 41%.
Het verkorten van de productiecyclus: het duurt 12 stappen om een ​​traditionele zandcasting te maken, en het duurt 4 tot 8 weken om het hele proces te voltooien . 3 D -printtechnologie verandert de manier waarop dingen worden gemaakt door ontwerpbestanden te gebruiken om afdrukken direct te regelen. U kunt in minder dan 24 uur een zandvorm maken en met multi {- component parallel afdrukken, kunt u elke dag 5 tot 10 ton producten maken. Uit de case study van een project van de railtransitasbeurt blijkt dat het slechts 9 dagen duurde van het uiteindelijke ontwerp tot de levering van de eerste batch van 20 afgewerkte goederen. Dit is 82% sneller dan traditionele methoden en verlaagt de kosten met 63%.
3. Het "Golden Application Scenario" van 3D -printen in termen van economie
Zelfs als 3D -printen een verstorende voorsprong hebben als het gaat om schimmelkosten, wordt de economie nog steeds beperkt door drie hoofdgrensvoorwaarden:
Batchgrootte: bij het maken van veel eenvoudige structurele gietstukken worden de voordelen van klassieke methoden in schaal steeds duidelijker. Traditioneel zandgieten kan bijvoorbeeld snel platte platen en rechte buizen in grote hoeveelheden maken met behulp van standaardvormen, waardoor de kosten van elk stuk zeer laag worden. Aan de andere kant heeft 3D -printen geen mallen nodig, maar het duurt langer om elk stuk af te drukken en de kosten van het materiaal zijn hoger dan die van traditionele zandmaterialen. Hoe groter de batchgrootte, hoe meer de impact van de kostenaccumulatie. Voor ruwe gietstukken die geen hoge precisie- of oppervlaktekwaliteit nodig hebben, zijn traditionele gietmethoden goedkoper . 3 D geprinte zandvormen zijn nauwkeuriger, maar ze hebben speciaal zand en binders nodig om ervoor te zorgen dat het afdrukken goed is. De kosten van het materiaal zijn meer dan die van gewone zandmaterialen. Wanneer u opneemt in de kosten van afschrijvingen van apparatuur, energieverbruik en andere factoren, zijn de totale kosten nog hoger.
Aanpassingsvermogen van materialen: als het gaat om het gieten van unieke materialen zoals hoge - Temperatuurlegeringen en keramiek, moet 3D -printtechnologie nog steeds een manier vinden om de eigenschappen van de materialen in evenwicht te brengen met hun kosten. Bijvoorbeeld, keramische zandschimmelmaterialen die bestand zijn tegen temperaturen tot 1600 graden zijn gemaakt, maar ze kosten meer dan drie keer zoveel als reguliere zandmaterialen, waardoor ze moeilijk te gebruiken zijn in grote industrieën.
4. Industriële praktijk: van "kostengevoeligheid" tot "waardecreatie"
De productie -industrie verandert van "kostengevoelig" naar "waardecreatie" dankzij 3D -printtechnologie:
Aangepaste productie van kleine batch breekt de impasse: een windenergiebedrijf gebruikt 3D -printen om aangepaste torenbases te maken met "één machine, één type" en rekent 15% meer voor het product. Op medisch gebied kunnen aangepaste protheses, orthesen en andere gepersonaliseerde producten worden ontworpen en geleverd in 72 uur, met een bijpassende fout van minder dan 0,1 mm en een kostenbesparing van 60% in vergelijking met traditionele methoden.
Innovatie in R & D versnelt iteratie: bedrijven die vliegtuigmotoren maken die 3D -bedrukte zandvormen gebruiken om snel prototypes van verbrandingskamers te maken. Dit verhoogt het aantal ontwerp iteraties van gemiddeld 3 tot 12 per jaar. De ontwikkelingscyclus voor nieuwe motorbehuizingen voor energievoertuigen is verlaagd van 6 maanden tot 6 weken, waardoor gebruik wordt gemaakt van de marktkansen.
Wijziging in groene productie: 3D -printende zandschimmeltechnologie vermindert de impact op het milieu, vermindert de productie van afvalzand met 85% en kan 100% van het materiaal recyclen en regenereren. Het gebruikt ook 40% minder energie dan eerdere methoden en vermindert de individuele koolstofemissies met 52%.