Chi phí sử dụng in 3D kim loại trong sản xuất khuôn mẫu có cao không?

1. Chi phí nguyên vật liệu: Từ "Giảm lãng phí vật liệu" đến "Sản xuất phụ gia không hao hụt"
Các phương pháp trừ được sử dụng để chế tạo khuôn theo cách truyền thống và có thể mất tới 60% đến 80% vật liệu. Ví dụ: cách chế tạo khuôn cản ô tô cũ là đục một lỗ trên khối thép có kích thước 1,2-m x 0,8 m và chỉ xử lý được hàng trăm kg chất thải. Là một phương pháp sản xuất bồi đắp, in 3D kim loại sử dụng hơn 90% vật liệu mà nó sử dụng và bột còn sót lại có thể được tái chế từ ba đến năm lần, giúp cắt giảm chi phí vật liệu từ 40 đến 60%.
Xác minh trường hợp: Một công ty sản xuất thiết bị gia dụng đã xem xét chi phí của khuôn tiêu chuẩn và khuôn in 3D và đưa ra kết quả như sau:
Thép khuôn có giá 120.000 nhân dân tệ, nhưng 65% trong số đó bị lãng phí trong quá trình gia công nên giá thành thực của vật liệu chỉ là 80.000 nhân dân tệ. Trong quy trình in 3D, bột thép khuôn H13 được sử dụng và chi phí vật liệu cũng là 80.000 nhân dân tệ. Vì không tạo ra rác nên chi phí thực tế của vật liệu chỉ là 72.000 nhân dân tệ, bao gồm cả thất thoát bột trong quá trình tái chế.
Khi chúng tôi nghĩ về việc tiết kiệm được bao nhiêu bằng cách làm cho khuôn tồn tại lâu hơn, lợi thế-về chi phí vật liệu của in 3D thậm chí còn lớn hơn.
2. Chi phí xử lý là bao nhiêu: từ "kết nối chuỗi đa quy trình" đến "tích hợp thiết bị đơn lẻ"
Theo cách làm khuôn cũ, có hơn 10 bước, chẳng hạn như cắt, phóng điện, cắt dây, đánh bóng, v.v. Các bước này cần 5 đến 8 thiết bị, như trung tâm gia công CNC, máy phóng điện, máy mài tọa độ, v.v. Điều này có nghĩa là chi phí lao động và thiết bị cao. "Mô hình kỹ thuật số → in → gia công chính xác" là quy trình ba-bước mà tính năng in 3D kim loại sử dụng để cắt quy trình xuống còn ít hơn ba bước. Điều này giúp giảm nhu cầu sử dụng thêm 70% công cụ và thêm 50% lao động.
Nhìn vào thành phần chi phí:
Chi phí cho các kỹ năng truyền thống và công nghệ in 3D đã giảm 10.000 nhân dân tệ.
Khấu hao thiết bị 15 8 46.7%
Chi phí làm việc là 6,35 USD một giờ.
3 1.5 50% năng lượng được sử dụng
24 $12.5 47.9% tổng chi phí xử lý
Điểm đột phá về công nghệ:
Máy iSLM420 của Zhongrui Technology có bàn làm việc xoay nhiều{1}}trục cho phép máy in các cấu trúc phức tạp trực tiếp bên trong khoang khuôn mà không cần phải kẹp chúng nhiều lần như cần thiết trong các phương pháp truyền thống.
Công nghệ kết hợp để chế tạo mọi thứ: Máy công cụ LASERTEC 65 3D của DMG Mori kết hợp các hàm cộng và trừ DED. Nó hoàn thiện bề mặt cùng lúc với quá trình in, giúp giảm-thời gian xử lý hậu kỳ xuống 60%.
3. Chi phí chuyển từ “giao hàng tháng” sang “phản hồi hàng ngày”
Chu kỳ phát triển dàn diễn viên thông thường mất từ ​​4 đến 8 tuần và hơn một nửa thời gian đó được dùng để xác minh và thay đổi thiết kế. Việc lặp lại nhanh chóng "thử nghiệm in thiết kế" trong in 3D kim loại giúp rút ngắn chu kỳ xuống còn 3–7 ngày, lý tưởng cho các lô nhỏ và nhiều nhu cầu sản xuất khác nhau.
Các trường hợp sử dụng trong ngành:
Trong ngành kinh doanh ô tô, nhà máy của Tesla ở Thượng Hải sửa chữa các khuôn đúc-lớn bằng công nghệ in 3D. Sau khi khuôn bị hỏng, quá trình sản xuất có thể bắt đầu lại chỉ sau 72 giờ, nhanh hơn 90% so với thời gian sửa chữa thông thường.
Điện tử tiêu dùng: Một công ty sản xuất điện thoại di động đã nhanh chóng chế tạo khuôn mẫu sản xuất thử nghiệm bằng cách sử dụng in 3D, giúp giảm thời gian xây dựng một sản phẩm mới từ 18 tháng xuống còn 12 tháng và giúp họ tận dụng được các cơ hội thị trường.
Hàng không vũ trụ: Một nhà sản xuất cánh động cơ đã sử dụng công nghệ chùm tia điện tử EB{0}}DED để cố định các khuôn kim loại có nhiệt độ cao-làm từ niken-có nhiệt độ cao{2}}chỉ trong 72 giờ, nhằm đáp ứng yêu cầu đặt hàng khẩn cấp.
4. Chi phí chất lượng: Từ "Sửa chữa thụ động" đến "Tối ưu hóa chủ động"
Khuôn truyền thống có những sai sót như biến dạng sản phẩm và vết co ngót do cách thiết kế hệ thống làm mát. Có tỷ lệ thất bại lên tới 5–10%. Bằng cách tạo ra các kênh nước làm mát phù hợp, in 3D kim loại tăng độ đồng nhất của nhiệt độ khuôn lên 80% và tỷ lệ chất lượng sản phẩm lên hơn 98%. Điều này làm giảm đáng kể chi phí do mất chất lượng.
Phân tích công nghệ và kinh tế:
Cải tiến về hiệu quả làm mát: Việc sử dụng đường dẫn nước phù hợp được in 3D-cho khuôn vỏ thiết bị gia đình nhất định giúp giảm thời gian làm mát từ 18 giây xuống còn 12 giây và tiêu tốn ít năng lượng hơn 22% để tạo ra một bộ phận duy nhất.
Giảm tỷ lệ lỗi: Khi sử dụng in 3D để cố định khuôn tay nắm cửa ô tô, độ biến dạng cong vênh của sản phẩm giảm từ 0,8 mm xuống 0,2 mm, giúp tiết kiệm 75% chi phí sửa chữa do lỗi.
Tuổi thọ cao hơn: Khuôn-đúc khuôn có cấu trúc dạng lưới bên trong giúp tăng tuổi thọ lỗi nhiệt từ 5.000 lên 12.000 chu kỳ và giảm số lần cần thay thế xuống 60%.
5. Cách cắt giảm chi phí trên quy mô lớn: chuyển từ “làm theo yêu cầu riêng lẻ” sang “sản xuất hàng loạt”
In 3D kim loại có thể giúp bạn tiết kiệm rất nhiều tiền khi chế tạo một khuôn duy nhất, nhưng giá trị thực sự của nó đến từ việc có thể cắt giảm chi phí gấp 10 lần khi sử dụng trên quy mô lớn. Hiện tại, doanh nghiệp đã đưa ra 4 cách chính để cắt giảm chi phí:
Hệ thống sắp chữ thông minh: sử dụng các công thức để cải thiện đường dẫn in giúp tăng khối lượng đúc đơn lên 4,5 lần và tốc độ sử dụng thiết bị lên 300%;
Quá trình thu hồi bột: 95% bột kim loại có thể được tái chế, giúp giảm 28% chi phí vật liệu khuôn đơn.
Sau{0}}xử lý được tiêu chuẩn hóa: Các phương pháp xử lý bề mặt như sơn theo đợt và mạ điện hiện chỉ có giá 800 nhân dân tệ mỗi chiếc, thấp hơn 60% so với trước đây (phương pháp truyền thống);
Việc thiết lập thư viện tham số cấu trúc khuôn sẽ giúp giảm 70% thời gian xây dựng và thiết kế khuôn mới và giảm 50% chi phí thiết kế.