In 3D kim loại có thể chứng minh khả năng của nó trong sản xuất phụ tùng nhanh chóng trong các nhà máy không?

, Trao quyền kỹ thuật: In 3D kim loại khắc phục ba vấn đề lớn trong việc tạo ra các thành phần dự phòng.
1. Một sự thay đổi về chất lượng hiệu quả thời gian từ "giao hàng hàng tháng" sang "phản hồi hàng tuần"
Làm cho phụ tùng theo cách cũ - mất hơn mười bước, chẳng hạn như thiết kế khuôn, gia công và xử lý nhiệt. Toàn bộ quá trình mất vài tháng. Ví dụ, một doanh nghiệp đường sắt tạo ra đĩa phanh thép hợp kim 24Crnimo bằng các phương pháp truyền thống, mất 180 ngày từ thiết kế đến giao hàng. Nhưng sử dụngin 3D kim loạiCông nghệ, toàn bộ quy trình sản xuất có thể được thực hiện chỉ trong 631 giờ, giúp giảm 70%thời gian giao hàng. Tính năng "Sản xuất kỹ thuật số trực tiếp" của in 3D kim loại làm cho điều này hiệu quả hơn. Nó thực hiện điều này bằng cách cắt các mô hình CAD và làm tan chảy lớp bột kim loại từng lớp bằng chùm tia laser hoặc electron, mà không yêu cầu phát triển khuôn hoặc các bước xử lý khác. Điều này cho phép "thiết kế như sản xuất."
Ví dụ, phần cấu trúc xoắn ốc hợp kim Titan được thực hiện theo thứ tự của một công ty hàng không nhất định sử dụng chiếu xạ laser là kích thước 418mm × 362mm × 2210mm. Nó sử dụng Multi - Công nghệ SLM hợp tác laser để cải thiện tuyến đường quét và đầu vào năng lượng. Nó cũng kết hợp cấu trúc phức tạp cần được kẹp theo 12 bước trong các phương pháp trước đó. Chu kỳ sản xuất bị cắt giảm từ 45 ngày xuống còn 18 ngày và việc mất độ chính xác đến từ việc ghép nối quá trình đa -.
2. Từ "Hàng tồn kho số lượng lớn" đến "trên - Sản xuất nhu cầu": Những thay đổi trong cấu trúc chi phí
Kỹ thuật "cổ phiếu an toàn" được sử dụng trong quản lý phụ tùng truyền thống, điều đó có nghĩa là rất nhiều tiền bị ràng buộc và doanh thu hàng tồn kho bị hạn chế. Một công ty xe hơi nào đó nói rằng 30% hàng tồn kho phụ tùng là "hàng tồn kho zombie", điều đó có nghĩa là nó đã không được sử dụng trong 5 năm và chi phí hơn 20 triệu nhân dân tệ. Mô hình "Kiểm kê kỹ thuật số+Sản xuất tức thời" của in 3D kim loại biến các phụ tùng thay thế từ hàng tồn kho vật lý thành tài sản dữ liệu. Điều này có nghĩa là các công ty chỉ cần lưu trữ các tệp mô hình 3D và có thể bắt đầu in chúng ngay lập tức dựa trên các cảnh báo lỗi thiết bị hoặc kế hoạch sản xuất, điều đó có nghĩa là họ có thể sản xuất "không có hàng tồn kho".
Ví dụ, cơ quan van năng lượng hạt nhân do Tập đoàn hạt nhân nói chung (CGN) của Trung Quốc (CGN) cần 200 phụ tùng được thực hiện trước thời hạn để đáp ứng nhu cầu đột ngột, chi phí lên tới 5 triệu nhân dân tệ. Với in 3D kim loại, các công ty chỉ cần giữ các mô hình kỹ thuật số của 10 mô -đun cốt lõi trên tay trên - sản xuất nhu cầu, cắt giảm 90% chi phí hàng tồn kho và loại bỏ nguy cơ phụ tùng bị vứt bỏ vì thay đổi thiết kế.
3. Từ "các bộ phận tiêu chuẩn" đến "Tùy chỉnh": Nâng cấp khả năng thích ứng chức năng
Thiết bị nhà máy có nhu cầu cụ thể về hiệu suất phụ tùng vì phương sai trong cách chúng được sử dụng và những gì chúng đang mang. Bởi vì khuôn rất phổ biến, các thợ thủ công truyền thống không thể tạo ra mọi thứ chính xác như bạn muốn chúng. In 3D kim loại có thể tạo ra một "bản đồ hiệu suất" cho mỗi bộ phận dự phòng bằng cách sử dụng các công nghệ như tối ưu hóa cấu trúc liên kết và kiểm soát cấu trúc mạng. Ví dụ, một công ty sản xuất robot sử dụng in 3D kim loại để tạo ra các cấu trúc mạng gradient cho các khớp của cánh tay robot hoạt động trong các điều kiện khác nhau. Cao - Các mạng mật độ được sử dụng trong vùng rung tần số - cao để cải thiện hiệu suất giảm xóc và các mạng mật độ thấp - được sử dụng trong vùng nhẹ để giảm trọng lượng. Điều này kéo dài tuổi thọ của các khớp lên 40% và giảm 15% sử dụng năng lượng.
In 3D kim loại tốt hơn để tùy chỉnh thiết bị y tế hơn các loại in 3D khác. Một công ty cụ thể làm cấy ghép khớp hông hợp kim titan cho bệnh nhân chỉnh hình. Cấy ghép này được sử dụng để lấy dữ liệu xương bệnh nhân thông qua quét CT, tạo ra các mô hình 3D duy nhất cho mỗi bệnh nhân và sau đó in cấy ghép phù hợp với xương của bệnh nhân bằng công nghệ nóng chảy chùm tia điện tử (EBSM). Thời gian phục hồi sau khi phẫu thuật bị cắt làm đôi và cơ hội cần phẫu thuật thứ hai vì các bộ phận không phù hợp là tránh được.
2, in 3D kim loại trong sản xuất phụ tùng: Các tình huống phổ biến trong ngành
1. Không gian vũ trụ: "Công nghệ tái sinh" cho phụ tùng đắt tiền
Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ cần phụ tùng để rất đáng tin cậy và các phương pháp truyền thống để tạo ra các bộ phận cấu trúc phức tạp là khá tốn kém. Ví dụ, vòi phun nhiên liệu của động cơ LEAP của Hàng không GE thường được tạo thành từ 20 phần được hàn lại với nhau. Nhưng với in 3D kim loại, nó có thể được tạo thành một mảnh duy nhất, giúp giảm số lượng bộ phận xuống 80%, trọng lượng 25%và khả năng chịu đựng nhiệt độ cao ba lần. Quan trọng hơn, khi vòi phun phải được thay thế vì nó bị mòn, các phương pháp truyền thống yêu cầu tái tạo re- để sản xuất, có thể mất đến sáu tháng. Mặt khác, in 3D kim loại có thể tạo ra phụ tùng trong ít nhất 72 giờ, vì vậy động cơ có thể bắt đầu hoạt động sớm.
2. Tạo ô tô: "Thiết bị dừng" để tắt dây chuyền sản xuất
Chi phí thời gian ngừng hoạt động trên dây chuyền sản xuất xe hơi có thể lên tới 100.000 nhân dân tệ mỗi giờ và mức độ nhanh chóng được phân phối ảnh hưởng trực tiếp đến việc sản xuất hiệu quả như thế nào. Một doanh nghiệp xe hơi Đức đã cắt giảm thời gian để cung cấp phụ tùng quan trọng từ 14 ngày xuống còn 3 ngày kể từ khi họ bắt đầu sử dụng in 3D kim loại. Ví dụ, các phần yếu của khuôn hợp kim Titan trên đường dập của nó cần phải được bay từ trụ sở của Đức và chi phí vận chuyển khẩn cấp là 40% giá phụ tùng. Tuy nhiên, sau khi chuyển sang in 3D kim loại địa phương, chi phí của phụ tùng đã giảm 60%và giờ đây chúng có thể được cung cấp trong thời gian thực với "phản hồi 24 giờ".
3. Thiết bị năng lượng: "Life - Pill Pill" cho các công cụ lỗi thời
Thiết bị trong kinh doanh năng lượng kéo dài một thời gian dài và một số thành phần thay thế không còn được thực hiện, điều này khiến cho việc sao chép các thủ tục cũ khó khăn. Cánh tác bơm làm mát của một nhà máy điện hạt nhân nhất định cần phải được thay đổi vì nó bị ăn mòn, nhưng công ty tạo ra các bộ phận ban đầu không còn làm cho chúng nữa. Sau khi nhận được thông tin 3D trên bánh công tác thông qua kỹ thuật đảo ngược, công nghệ in 3D kim loại đã được sử dụng để tạo ra các bộ đẩy từ hợp kim Inconel 718 hoạt động cũng như các bộ phận thay thế ban đầu. Sau khi thử nghiệm, nó đã được chứng minh là có khả năng chống ăn mòn nhiều hơn các mục được thực hiện bằng các phương pháp truyền thống và chi phí in ấn chỉ là một - thứ năm của chi phí re - đúc.
3, Điều gì sẽ xảy ra trong tương lai: Ba cách chính để chế tạo phụ tùng bằng kim loại 3D
1. Multi - in vật liệu: đi từ "hàm đơn" sang "tích hợp hệ thống"
In 3D kim loại cuối cùng sẽ vượt quá giới hạn của việc chỉ sử dụng một vật liệu và cung cấp các vật liệu được phân loại chức năng theo yêu cầu. Ví dụ, trong các thân van thủy lực, có thể thay đổi công suất laser hoặc tốc độ quét để in các hợp kim độ cứng- ở khu vực bề mặt niêm phong cao để làm cho chúng có khả năng chống mòn và hợp kim nhôm nhẹ hơn trong khu vực cơ thể chính để làm cho chúng nhẹ hơn. Điều này tạo ra một thiết kế "một mảnh với nhiều chức năng".
2. Dây chuyền sản xuất thông minh: Từ "Can thiệp thủ công" đến "Nhà máy ánh sáng đen"
Khi bạn kết hợp Internet công nghiệp (IIoT) với Trí tuệ nhân tạo (AI), in 3D kim loại sẽ có thể tự động hóa hoàn toàn quá trình. Chẳng hạn, thiết bị in có thể cung cấp thực tế - Phản hồi thời gian về các vấn đề giữa các lớp bằng cách sử dụng máy ảnh hồng ngoại và hệ thống giám sát nhóm tan chảy. Sử dụng các thuật toán học máy để cải thiện cài đặt in, tỷ lệ thành công của các cơ thể van hợp kim titan trong một lần đã tăng từ 85% lên 98%. Bằng cách kết nối với các hệ thống ERP/MES, có thể quản lý dự báo nhu cầu phụ tùng, lập kế hoạch và lập kế hoạch sản xuất và phân phối hậu cần trong một vòng lặp đóng.
3. Sản xuất xanh: Thay đổi "mức tiêu thụ năng lượng cao" thành "bền vững"
Công nghệ xử lý kim loại truyền thống chỉ sử dụng ít hơn 30% vật liệu mà nó hoạt động. Mặt khác, in 3D kim loại có thể sử dụng hơn 95% vật liệu mà nó hoạt động nhờ vào công nghệ "gần Nett hình thành". Ví dụ, một công ty sử dụng in 3D kim loại để làm cho xương tay robot ra khỏi hợp kim nhôm. Điều này cắt giảm 80% chất thải so với gia công truyền thống và đạt được việc sử dụng vòng lặp -} bằng cách tái chế bột không được xử lý, cắt giảm lượng khí thải carbon từ các phụ tùng đơn lẻ bằng 60%.