Zijn de kosten van het gebruik van 3D-printen met metaal bij de productie van matrijzen hoog?

1. Materiaalkosten: van ‘het verminderen van materiaalverspilling’ tot ‘Zero Loss Additive Manufacturing’
Bij het maken van mallen op de traditionele manier worden subtractieve methoden gebruikt, waarbij maar liefst 60% tot 80% van het materiaal verloren gaat. De oude manier om een ​​mal voor een autobumper te maken, bestaat bijvoorbeeld uit het frezen van een gat in een stalen blok van 1,2-meter bij 0,8 meter, waarbij alleen honderden kilo's afval worden verwerkt. Als additieve productiemethode gebruikt metaal 3D-printen meer dan 90% van de gebruikte materialen, en het poeder dat overblijft kan drie tot vijf keer worden gerecycled, waardoor de kosten van de materialen met veertig tot zestig procent worden verlaagd.
Casusverificatie: Een bedrijf dat huishoudelijke apparaten maakt, keek hoeveel standaardmallen en 3D-geprinte mallen kosten en kwam met het volgende:
Vormstaal kost 120.000 yuan, maar 65% daarvan gaat verloren tijdens de verwerking, dus de werkelijke kosten van het materiaal bedragen slechts 80.000 yuan. Bij het 3D-printproces wordt H13-vormstaalpoeder gebruikt en de materiaalkosten bedragen ook 80.000 yuan. Omdat er geen afval wordt gemaakt, bedragen de werkelijke kosten van de materialen slechts 72.000 yuan, inclusief het verlies van poeder tijdens recycling.
Als we bedenken hoeveel het bespaart door mallen langer mee te laten gaan, is het voordeel op de lange- termijn van 3D-printen op het gebied van materiaalkosten zelfs nog groter.
2. Hoeveel het kost om te verwerken: van "serieschakeling van meerdere processen" tot "integratie van één apparaat"
Bij de oude manier van mallen maken zijn er meer dan 10 stappen, zoals snijden, elektrische ontlading, draadsnijden, polijsten en meer. Voor deze stappen zijn 5 tot 8 apparaten nodig, zoals CNC-bewerkingscentra, elektrische ontladingsmachines, coördinatenslijpmachines en meer. Dit betekent dat de kosten van arbeid en apparatuur hoog zijn. 'Digitaal model → printen → precisiebewerking' is het drie-stappenproces dat 3D-printen van metaal gebruikt om het proces terug te brengen tot minder dan drie stappen. Dit vermindert de behoefte aan 70% meer gereedschap en 50% meer arbeid.
Een blik op de kostensamenstelling:
De kosten van traditionele vaardigheden en 3D-printtechnologie zijn met 10.000 yuan gedaald.
Afschrijving van apparatuur 15 8 46.7%
Het kost $ 6,35 per uur om te werken.
3 1.5 50% van de gebruikte energie
24 $12.5 47.9% van de totale verwerkingskosten
Punten van technologische doorbraak:
De iSLM420-machine van Zhongrui Technology heeft een roterende werktafel met meerdere- assen waarmee ingewikkelde structuren rechtstreeks in de matrijsholte kunnen worden geprint, zonder dat u ze meerdere keren hoeft vast te klemmen, zoals bij traditionele methoden nodig is.
Hybride technologie om dingen te maken: de LASERTEC 65 3D-werktuigmachine van DMG Mori combineert DED-additieve en subtractieve functies. Het oppervlak wordt tegelijkertijd met het printen afgewerkt, waardoor de na-verwerkingstijd met 60% wordt verkort.
3. De kosten om van ‘maandelijkse levering’ naar ‘dagelijkse respons’ te gaan
De normale ontwikkelingscyclus voor casts duurt tussen de 4 en 8 weken, en meer dan de helft van die tijd wordt besteed aan het verifiëren en wijzigen van het ontwerp. Snelle herhaling van de "design print test" bij 3D-printen van metaal verkort de cyclus tot 3-7 dagen, waardoor het ideaal is voor kleine batches en een breed scala aan productiebehoeften.
Gebruiksscenario's in de industrie:
In de autobranche repareert Tesla's fabriek in Shanghai grote gietvormen- met 3D-printen. Na schimmelschade kan de productie binnen slechts 72 uur weer opstarten, wat 90% sneller is dan de gebruikelijke hersteltijd.
Consumentenelektronica: een bedrijf dat mobiele telefoons maakt, maakte snel proefproductiematrijzen met behulp van 3D-printen, waardoor de tijd die nodig was om een ​​nieuw product te bouwen werd teruggebracht van 18 maanden naar 12 maanden en ze konden profiteren van marktkansen.
Lucht- en ruimtevaart: een fabrikant van motorbladen gebruikte EB-DED-elektronenbundeltechnologie om op nikkel-gebaseerde hoge- metalen mallen in slechts 72 uur te repareren, om aan een dringende orderbehoefte te voldoen.
4. Kwaliteitskosten: van een ‘passieve reparatie’ naar ‘actieve optimalisatie’
Traditionele mallen vertonen gebreken zoals productvervorming en krimpsporen vanwege de manier waarop het koelsysteem is ontworpen. Er is een faalpercentage van maximaal 5-10%. Door conforme koelwaterkanalen te creëren, verhoogt 3D-printen met metaal de consistentie van de matrijstemperatuur met 80% en het productkwalificatiepercentage met meer dan 98%. Hierdoor worden de kosten van kwaliteitsverlies aanzienlijk verlaagd.
Analyse van technologie en economie:
Verbeteringen in de koelefficiëntie: het gebruik van een 3D-geprinte conforme waterweg voor een bepaalde schaalvorm voor een thuisapparaat verkortte de koeltijd van 18 seconden naar 12 seconden, en er werd 22% minder energie gebruikt voor het maken van één stuk.
Lager percentage defecten: Toen 3D-printen werd gebruikt om mallen voor autodeurhandgrepen te repareren, ging de kromtrekkingsvervorming van het product van 0,8 mm naar 0,2 mm, waardoor 75% van de reparatiekosten als gevolg van defecten werd bespaard.
Langere levensduur: de spuit-gietmatrijs heeft een interne roosterstructuur die de levensduur bij thermische storingen verlengt van 5.000 naar 12.000 cycli en het aantal keren dat deze moet worden vervangen met 60% vermindert.
5. Een manier om op grote schaal kosten te besparen: van 'het op maat maken van een enkel stuk' naar 'massaproductie'
Met metaal 3D-printen kunt u veel geld besparen bij het maken van een enkele mal, maar de echte waarde ervan komt doordat u de kosten met een factor tien kunt verlagen bij gebruik op grote schaal. Op dit moment heeft het bedrijf vier belangrijke manieren bedacht om kosten te besparen:
Slim zetsysteem: het gebruik van formules om het printtraject te verbeteren verhoogt het enkele vormvolume met 4,5 keer en de mate waarin de apparatuur wordt gebruikt met 300%;
Poederterugwinningsproces: 95% van het metaalpoeder kan worden gerecycled, waardoor de kosten van enkelvoudige vormmaterialen met 28% worden verlaagd.
Gestandaardiseerde na-behandeling: oppervlaktebehandelingen zoals batchverven en galvaniseren kosten nu slechts 800 yuan per stuk, 60% minder dan vroeger (traditionele methoden);
Het opzetten van een matrijsstructuurparameterbibliotheek zal de tijd die nodig is om nieuwe matrijzen te bouwen en te ontwerpen met 70% verminderen en de ontwerpkosten met 50%.