Những yếu tố nào các nhà sản xuất truyền thống nên xem xét khi chuyển sang in 3D kim loại?

一, Khả năng thích ứng công nghệ: Một sự thay đổi trong cách chúng ta quan niệm về "các quy trình thay thế" thành "tạo ra giá trị"
1. Chọn một quy trình và phù hợp với một cảnh
Có hơn 10 phương pháp tạo nênin 3D kim loại, bao gồm sự nóng chảy laser chọn lọc (SLM), sự nóng chảy của chùm electron (EBM), lắng đọng năng lượng theo hướng (DED) và các loại khác. Có sự chênh lệch lớn giữa các quy trình khi nói đến việc chúng có thể thích nghi với các vật liệu khác nhau như thế nào, chúng có thể sản xuất mọi thứ nhanh như thế nào và giá bao nhiêu. Ví dụ, công nghệ SLM hoạt động tốt cho các bộ phận cấu trúc phức tạp như lưỡi máy bay, nhưng thiết bị này rất tốn kém. Kỹ thuật DED hoạt động tốt để sửa các bộ phận lớn như lưỡi tuabin khí, nhưng độ chính xác bề mặt không tốt. Các nhà sản xuất nên chọn các quy trình dựa trên các tính năng của sản phẩm của họ. Ví dụ, các nhà sản xuất thành phần ô tô nên sử dụng công nghệ SLM để làm cho sản phẩm của họ nhẹ hơn, trong khi các doanh nghiệp thiết bị năng lượng nên sử dụng các quy trình DED để sửa chữa thiết bị cũ để tiết kiệm tiền cho thời gian chết.
2. Thay đổi cách chúng ta nghĩ về thiết kế
In 3D kim loại bất chấp các giới hạn của sản xuất truyền thống khi có hình dạng, nhưng điều đó cũng có nghĩa là các quy tắc thiết kế cần phải được thay đổi. Ví dụ, các thiết kế truyền thống sử dụng các góc sắc nét và góc thẳng, nhưng in 3D sử dụng các hình dạng tròn và vát để hạ thấp ứng suất nhiệt. Các khuôn truyền thống cần được bảo quản phụ cấp, nhưng in 3D có thể sử dụng thiết kế "đúc ròng". Khi in bao bì pin cho các phương tiện năng lượng mới, Luoyang Yingchuang Aurora đã thay đổi cấu trúc kim loại tấm truyền thống thành cấu trúc mạng tổ ong thông qua tối ưu hóa cấu trúc liên kết. Điều này làm cho vỏ nhẹ hơn 30% trong khi giữ cho chúng mạnh mẽ và nó cắt giảm chu kỳ phát triển từ 6 tháng xuống còn 45 ngày. Trong tình huống này, thay đổi cách chúng ta nghĩ về thiết kế là chìa khóa để tận dụng tối đa in 3D.
3. Kiểm soát chất lượng và bài đăng - Xử lý
Hầu hết thời gian, các bộ phận in 3D kim loại cần phải trải qua các bước bổ sung như xử lý nhiệt, gia công và phun cát để hoạt động đúng. Ví dụ, các bộ phận cấu trúc hợp kim Titanium mà lực lượng bạch kim in cho máy bay trong nước lớn cần phải loại bỏ lỗ chân lông bên trong bằng cách sử dụng máy ép nóng (hông) và sau đó nhận được độ chính xác bề mặt là ± 0,05mm đến năm - Xử lý liên kết trục. Để tránh giảm năng suất vì các vấn đề với POST -, các nhà sản xuất truyền thống cần kiểm tra xem các khả năng xử lý bài đăng hiện tại của họ - hoạt động tốt như thế nào với các kỹ thuật in 3D.
2, Kiểm soát chi phí: Một hệ thống đánh giá đi từ "nền kinh tế đơn hàng" đến "giá trị vòng đời đầy đủ"
1. Đầu tư vào thiết bị phù hợp với công suất đầu ra
Có rất nhiều giá cho thiết bị in 3D kim loại. Desktop - Thiết bị cấp có giá hàng chục ngàn nhân dân tệ, trong khi công nghiệp - Thiết bị cấp có giá hàng chục triệu nhân dân tệ. Các nhà sản xuất truyền thống cần chọn thiết bị dựa trên số lượng hàng hóa họ cần làm: Đối với các lô nhỏ các sản phẩm tùy chỉnh với sản lượng hàng năm dưới 5000 mảnh, họ có thể sử dụng thiết bị SLM bằng laser đơn. Để giảm chi phí của các thành phần riêng lẻ cho các dự án quy mô lớn - như khung xe ô tô cần hơn 100.000 mảnh mỗi năm, chúng ta cần sử dụng đa - thiết bị hợp tác laser như hệ thống laser Platinum 10. Huashu High Tech đã sử dụng tám thiết bị laser để tạo ra các khung xe máy điện cho tương lai rõ ràng. Điều này cắt giảm thời gian in một nửa, từ 72 giờ xuống còn 36 giờ và giảm chi phí trên mỗi đơn vị xuống 40%.
2. Tận dụng tối đa chi phí vật liệu
Giá bột kim loại chiếm 30% đến 50% toàn bộ chi phí in 3D. Giá được xác định rất nhiều bởi độ tinh khiết, phân phối kích thước hạt và khả năng lưu lượng của bột. Các nhà sản xuất truyền thống có thể giảm chi phí theo những cách sau:
Thay thế trong nước: Bột hợp kim titan hình cầu được sản xuất bởi các công ty Trung Quốc như Xi'an sailong có chất lỏng hơn 20% và rẻ hơn 30% so với bột đối ngoại;
Tái chế bột: Hệ thống sàng lọc và tái tạo tăng tỷ lệ phục hồi của bột chưa được xử lý lên hơn 90%, cắt giảm tổn thất vật liệu;
Multi - In ấn vật liệu: Phương pháp này sử dụng thiết kế vật liệu gradient để cắt giảm số lượng vật liệu đơn đắt tiền được sử dụng. Ví dụ, vòi phun tên lửa INSSTEK có lớp bên trong bằng đồng nhôm và lớp bên ngoài Inconel 625.
3. Tránh chi phí ẩn
Dưới đây là một số chi phí ẩn rất dễ bỏ lỡ khi bắt đầu thay đổi:
Chi phí in ấn thất bại: Một lỗi in có thể lãng phí hàng chục ngàn loại bột bằng nhân dân tệ. Để giảm chi phí thử nghiệm và lỗi, công nghệ sinh đôi kỹ thuật số cần được sử dụng để mô phỏng quy trình. Đối với chi phí sở hữu trí tuệ, in 3D bao gồm rất nhiều mô hình kỹ thuật số và các tham số xử lý, vì vậy một hệ thống quản lý bảo mật dữ liệu cần được thiết lập để ngăn chặn rò rỉ kỹ thuật.
Chi phí chứng nhận: Các lĩnh vực như hàng không vũ trụ, y học và các lĩnh vực khác cần các chứng chỉ như AS9100D và ISO 13485. Chi phí và thời gian cần thiết để có được chứng nhận phải là một phần của ngân sách chuyển đổi.
3, Tái cấu trúc chuỗi cung ứng: Thay đổi cách mọi thứ được tạo ra từ "sản xuất tuyến tính" thành "Hợp tác phân tán"
1. Mạng lưới sản xuất ở một nơi
"In địa phương, phân phối toàn cầu" là một loại sản xuất hoạt động với in 3D kim loại. Chẳng hạn, Siemens Energy đã thiết lập một trung tâm dịch vụ in 3D khu vực ở Đức để nhanh chóng sửa chữa lưỡi tuabin khí cho khách hàng châu Âu. Điều này cắt giảm thời gian giao hàng từ 6 tuần xuống còn 72 giờ. Bằng cách đặt các nút in 3D vào các thị trường quan trọng, các công ty truyền thống có thể giảm chi phí hàng tồn kho và vận chuyển và làm cho chuỗi cung ứng của họ trở nên kiên cường hơn.
2. Kết hợp một chuỗi cung ứng kỹ thuật số
Chuỗi cung ứng đang thay đổi vì sự kết hợp của in 3D và internet công nghiệp. Chẳng hạn, "nền tảng đám mây sản xuất thông minh" của Bolite có thể để mắt đến trạng thái hoạt động thời gian - của hơn 300 thiết bị trên toàn thế giới, tự động gán các bài tập in và tối ưu hóa các tham số quy trình. Điều này tăng tỷ lệ sử dụng thiết bị tổng thể lên 85%. Để làm cho chuỗi cung ứng mở hơn và hợp tác, các doanh nghiệp truyền thống cần tạo ra một nền tảng kỹ thuật số bao gồm thiết kế, sản xuất và hậu cần.
3. Xây dựng khả năng thực hiện kỹ thuật đảo ngược
Quét 3D và kỹ thuật đảo ngược có thể nhanh chóng biến các đối tượng vật lý thành các mô hình kỹ thuật số cho những thứ như duy trì thiết bị và chế tạo các thành phần dự phòng. Chẳng hạn, khi ArcelorMittal làm việc với TheSteelPrinters để tạo ra năm - vòi phun, họ đã sử dụng quét 3D để lấy dữ liệu hình học từ vòi phun cũ và kết hợp nó với tối ưu hóa cấu trúc liên kết để tạo ra một thế hệ sản phẩm mới. Điều này cắt giảm thời gian phát triển từ bốn tháng xuống còn ba tuần. Để cải thiện khả năng điều chỉnh kỹ thuật số các thiết bị cũ, các nhà sản xuất truyền thống cần thiết lập các nhóm kỹ thuật đảo ngược.
4, Tài năng và Tổ chức: Thách thức chuyển từ "Chuyên ngành kỹ năng" sang "Khả năng tổng hợp"
1. Thiếu tài năng trong các lĩnh vực khác nhau
In 3D kim loại cần những người có kỹ năng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, như khoa học vật liệu, kỹ thuật cơ khí, mô hình kỹ thuật số và kiểm soát chất lượng. Chẳng hạn, các kỹ sư in 3D của Huashu High Tech cần có khả năng thực hiện mô hình CAD, tối ưu hóa tham số quy trình SLM và kiểm tra kim loại cùng một lúc. Để xây dựng một nhóm tài năng, các nhà sản xuất truyền thống cần làm việc với các trường học (ví dụ, bằng cách xây dựng các phòng thí nghiệm sản xuất phụ gia với các trường đại học), đào tạo nhân viên của họ (ví dụ, bằng cách cung cấp đào tạo thiết kế DFAM) và thuê người từ bên ngoài công ty (ví dụ, các kỹ sư xử lý có trải nghiệm in 3D).
2. Tái cấu trúc tổ chức
In 3D đang thay đổi cách mọi thứ được tạo từ "nối tiếp" thành "song song", điều đó có nghĩa là các công ty cần phải linh hoạt hơn trong cách chúng được thiết lập. Ví dụ, Bolite sử dụng chiến lược "Project - dựa trên nền tảng hóa", có nghĩa là nó thiết lập các nhóm dự án dọc trong các ngành công nghiệp như hàng không, y học và xe hơi, sau đó chia sẻ thiết bị, vật tư và cơ sở dữ liệu xử lý để sử dụng tốt hơn tài nguyên. Các nhà sản xuất đã có từ lâu trong một thời gian dài để loại bỏ các rào cản của bộ phận, tạo chéo - các nhóm chức năng và đưa ra quyết định - quá trình làm cho quá trình ngắn hơn.
3. Quản lý thay đổi trong văn hóa
Tính năng "lặp nhanh" của in 3D đi ngược lại tư duy "tránh rủi ro" của sản xuất truyền thống. Chẳng hạn, một công ty xe hơi đã bỏ dự án trong ba tháng sau khi thêm in 3D vì các bộ phận thiết kế và sản xuất không thể đồng ý về việc ai chịu trách nhiệm "in ấn". Để làm cho các công ty của họ sáng tạo hơn, các nhà sản xuất truyền thống cần thay đổi nền văn hóa của họ (ví dụ, bằng cách thiết lập hệ thống "dùng thử và lỗi"), thay đổi cách họ đánh giá hiệu suất (ví dụ, bằng cách thêm các chỉ số đổi mới vào KPI) và thiết lập các nền tảng để chia sẻ kiến ​​thức (ví dụ, bằng cách thiết lập thư viện trường hợp nội bộ).