Làm thế nào in 3D kim loại có thể tiết kiệm chi phí vận chuyển và chuỗi cung ứng?

1. Từ sản xuất tập trung đến sản xuất phân tán: Cách giải quyết vấn đề hậu cần
Ba - Mạng hậu cần cấp của "Nhà máy trung tâm - kho khu vực - Khách hàng cuối" là những gì chuỗi cung ứng truyền thống dựa trên. Mô hình này có vấn đề nghiêm trọng trong đại dịch covid-19. Chỉ số vận chuyển hàng hóa container trên toàn thế giới đã tăng 465% vào năm 2020, điều đó có nghĩa là một nhà sản xuất ô tô phải ngừng sản xuất xe vì họ không thể có đủ cảm biến trị giá 2 đô la. Bằng cách tạo ra một hệ thống "kho kỹ thuật số+sản xuất cục bộ", in 3D kim loại đã biến đổi hoàn toàn vấn đề này.
Ví dụ, đúc nhôm truyền thống cho động cơ F110 của Không quân Hoa Kỳ phải được vận chuyển bằng đường biển từ các nhà cung cấp châu Á đến Hoa Kỳ, có thể mất đến ba năm. Nhưng sử dụng thiết bị Laser M2 khái niệm của GE Hàng không để in 3D đã cắt giảm thời gian sản xuất xuống còn 72 giờ và chúng có thể được sản xuất ngay tại bất kỳ cơ sở nào của Hoa Kỳ có khả năng in. Phương pháp này giúp Không quân Hoa Kỳ tiết kiệm hơn 20 triệu đô la một năm cho các khoản giữ hàng tồn kho và cắt giảm cơ hội các vấn đề chuỗi cung ứng xuống 92%.
Hệ thống 3D cung cấp các dịch vụ cấy ghép chỉnh hình được cá nhân hóa cho 3.000 bệnh viện trên toàn thế giới trong khu vực y tế. Các cơ sở y tế có thể nhận được các cốc acetabular hợp kim titan phù hợp với hình dạng cơ thể của bệnh nhân trong vòng 48 giờ bằng cách sử dụng thư viện mô hình kỹ thuật số dựa trên đám mây -. Điều này tiết kiệm 6 - 8 tuần thời gian vận chuyển so với các mô hình mua sắm xuyên biên giới truyền thống và giảm chi phí vận chuyển một mặt hàng từ $ 1200 xuống $ 80.
2. Trên - Sản xuất nhu cầu: Cách tốt nhất để loại bỏ thêm cổ phiếu
Chiến lược "dự báo điều khiển sản xuất" được sử dụng bởi ngành sản xuất truyền thống, điều đó có nghĩa là tỷ lệ doanh thu hàng tồn kho trung bình toàn cầu chỉ là 6,8 lần một năm. Với khả năng "sản xuất kỹ thuật số" của in 3D kim loại, các doanh nghiệp thực sự có thể làm mọi thứ theo yêu cầu. Khi Boeing sử dụng phương pháp này để tạo ra vòi phun nhiên liệu cho 787 Dreamliner, nó đã cắt giảm cổ phiếu của nó từ 1200 xuống còn 50, đã tiết kiệm 78% số tiền mà nó sẽ chi cho hàng tồn kho.
Sự thay đổi này đặc biệt quan trọng để bảo trì máy bay. Rolls Royce đã sản xuất một thư viện 3D - Các phụ tùng được in cho động cơ Trent XWB của nó. Thư viện có hơn 2000 mảnh cấu trúc phức tạp. Các kỹ sư có thể in các bộ phận trực tiếp từ trung tâm sửa chữa địa phương khi một chiếc máy bay cần thay thế lưỡi tuabin tại sân bay Dubai. Điều này tiết kiệm chi phí 20.000 đô la và thời gian chờ đợi 72 giờ của các bộ phận vận chuyển bằng đường hàng không từ cơ sở Derby ở Anh. Thống kê cho thấy phương pháp này đã cắt giảm giá trị của kho dự trữ phụ tùng toàn cầu của Rolls Royce từ 4,2 tỷ đô la xuống còn 1,8 tỷ đô la và cắt giảm thời gian máy bay của khách hàng không hoạt động (AOG).
3. Thiết kế sản xuất điều khiển: Thay đổi cách sản xuất sản phẩm
In 3D kim loại khắc phục các giới hạn hình học của sản xuất trừ thông thường, cho phép các kỹ sư đạt được tối ưu hóa kép "Tích hợp chức năng + giảm vật liệu" thông qua tối ưu hóa cấu trúc liên kết. Stanley Black & Decker đã làm cho bộ truyền động trình điều khiển cột PD45 tốt hơn bằng cách kết hợp bốn yếu tố đã đưa nó thành một phần in 3D -. Điều này đã cắt giảm trọng lượng 40% và số bước cần thiết để thực hiện từ 12 xuống 2. Việc sửa đổi thiết kế này làm giảm chi phí vận chuyển một mặt hàng từ 3,2 đô la xuống 0,8 đô la và có thể tăng cường khả năng tải của container xuống 65% vì nó chiếm ít không gian hơn.
Cuộc cách mạng thiết kế này có lợi ích kinh tế lớn hơn cho lĩnh vực máy bay. Airbus A350XWB đã giảm 30% trọng lượng và giữ sức mạnh kể từ khi sử dụng giá đỡ hợp kim titan in 3D. Điều này tiết kiệm cho mỗi mặt phẳng hơn 2 triệu đô la chi phí nhiên liệu mỗi năm. Quan trọng hơn, thiết kế ánh sáng này cho phép các máy bay từ châu Âu đến châu Á mang thêm 8% hành khách, giống như kiếm thêm 1200 đô la mỗi chuyến bay.
4. Đột phá công nghệ: Đóng các dặm cuối cùng của các ứng dụng lớn
In kim loại 3D có một số lợi ích cho chuỗi cung ứng, nhưng việc sử dụng nó trong ngành đã bị giới hạn bởi chi phí cao và hiệu quả thấp. Những tiến bộ gần đây trong các công nghệ như Multi - Hợp tác laser và lớn - đúc đã cho phép công nghệ này cạnh tranh với sản xuất truyền thống.
Nhảy lên hiệu quả: Leiming Laser đã xuất hiện với thiết bị Lim - x800H+, sử dụng 8 laser hoạt động cùng nhau để tạo ra 2.5 - các bộ phận hàng không vũ trụ cấp độ mét. Điều này hiệu quả hơn 500% so với thiết bị laser đơn. Các thành phần cấu trúc xoắn ốc hợp kim TITANIUM TITANIUM do máy này tạo ra là 418mm × 362mm × 2210mm, điều này chứng tỏ rằng có thể tạo ra các phần lớn trong môi trường công nghiệp.
Đổi mới vật liệu: Kỹ thuật sản xuất bột quy trình ngắn của Avic Maite đã giảm giá bột bằng thép không gỉ 316L từ 1,44 triệu nhân dân tệ/tấn xuống còn 780.000 nhân dân tệ/tấn. Nó cũng đã cắt giảm giá của bột hợp kim nhôm bằng 60% bằng phương pháp pha trộn nguyên tố. Do lợi ích chi phí này, các bộ phận in 3D có thể được sử dụng trong các ứng dụng tỷ lệ lớn - như các bộ phận khung xe.
Vòng lặp đóng quy trình: Hệ thống "Dịch vụ thiết bị vật liệu" của Bolite Company đã tăng sử dụng vật liệu lên 95% nhờ hệ thống tái chế bột thông minh và bài đăng tự động - Thiết bị chế biến. Điều này đã cắt giảm chi phí in một mảnh đơn xuống 42% so với ba năm trước.