Chi phí lớn nhất trong in 3D kim loại là bao nhiêu?

1. Vấn đề chi phí với khuôn đúc truyền thống: Chi phí cố định làm cho "bẫy quy mô" tồi tệ hơn.
Cấu trúc chi phí của các kỹ thuật đúc cổ điển có tính năng "chi phí chi phí cố định" lớn và nền kinh tế của các quy trình này phụ thuộc rất nhiều vào việc truyền tải chi phí thông qua sản xuất quy mô lớn -. Ví dụ, chi phí phát triển của một bộ khuôn cơ thể xi lanh động cơ ô tô cao tới 2,3 triệu nhân dân tệ, chiếm 41% tổng chi phí dự án. Dự án đúc trục khuỷu tàu phải có bốn sửa chữa khuôn do các lỗ hổng thiết kế trong kênh dòng chảy, có giá thêm 600.000 nhân dân tệ và giao hàng bị trì hoãn sau 42 ngày. Ba vấn đề chính làm cho khuôn rất đắt:
Chi phí vật liệu và chế biến: Đối với các khuôn lớn và phức tạp, bạn cần thép đặc biệt rất mạnh, có thể xử lý nhiệt độ cao và không dễ bị hỏng. Một bộ khuôn kim loại duy nhất có thể có giá từ 150.000 đến 800.000 nhân dân tệ. Đối với khuôn cấu trúc phức tạp hơn, chi phí có thể tăng nhiều hơn vì chúng phải được thực hiện trong các khối.
Chi phí cho phép lặp và bảo trì: Thay đổi khuôn đòi hỏi toàn bộ quá trình "gỡ lỗi lắp ráp thiết kế", thường mất 3 đến 5 lần lặp. Phí sửa chữa khuôn chiếm 12% toàn bộ chi phí của một dự án đúc cột hỗ trợ thủy lực vì các lỗ hổng thiết kế.
Chi phí lưu trữ và hàng tồn kho: Làm và đúc lõi bằng tay là cần thiết cho khuôn cát truyền thống, chi phí 28% tổng chi phí lao động. Nhà máy có diện tích lưu trữ khuôn khoảng 500 mét vuông và chi phí 120000 nhân dân tệ mỗi năm để giữ nó.
Trong các tình huống khi có quy mô nhỏ -, nhiều loại sản xuất khác nhau, khái niệm "Kinh tế về quy mô" này hoàn toàn không hoạt động. Chẳng hạn, khi một công ty máy móc khai thác làm vỏ máy nghiền tùy chỉnh, chi phí của một khuôn duy nhất bằng các phương pháp truyền thống có thể được chia sẻ lên tới 23000 nhân dân tệ . 3 d, mặt khác, điều khiển sản xuất trực tiếp từ các tệp kỹ thuật số. Điều này cắt giảm chi phí nấm mốc xuống 0 và tăng thu nhập lên 27% so với sản xuất hàng loạt truyền thống.
2. Lý thuyết đằng sau chi phí thấp hơn của in 3D: đi từ "khuôn vật lý" sang "sản xuất kỹ thuật số"
Công nghệ in 3D được loại bỏ nhu cầu về khuôn vật lý bằng cách xếp các lớp lên nhau. Nó cũng giảm chi phí theo ba cách:
Cắt chi phí cho khuôn: Bạn có thể in khuôn cát hoặc nhựa trực tiếp mà không phải xử lý khuôn kim loại. Ví dụ, tạo ra một cột hỗ trợ thủy lực với các phương pháp truyền thống có giá 580.000 nhân dân tệ để tạo ra ba bộ khuôn kim loại. Với in 3D, chi phí duy nhất là cho khấu hao vật liệu và thiết bị, thấp hơn 92% so với chi phí của khuôn truyền thống.
Tỷ lệ sử dụng vật liệu đã tăng lên rất nhiều: trong quá trình đúc, khuôn cát truyền thống khiến mất 15% đến 20% cát, đó là rất nhiều chất thải vật liệu. Nhưng với việc cắt kỹ thuật số, in 3D kiểm soát đường lắng của các hạt cát và tốc độ sử dụng vật liệu đã tăng lên hơn 98%. Đánh giá thế giới - thực sự của dự án lưỡi tuabin khí chứng minh rằng các khuôn cát in 3D tiết kiệm 3,2 tấn cát ngọc trai so với các phương pháp cũ hơn và chi phí vật liệu cho một thành phần giảm 41%.
Rút ngắn chu kỳ sản xuất: Phải mất 12 bước để thực hiện việc đúc cát truyền thống và phải mất 4 đến 8 tuần để hoàn thành toàn bộ quy trình . 3 d công nghệ in thay đổi cách thức sử dụng các tệp thiết kế để điều khiển trực tiếp in. Bạn có thể tạo khuôn cát trong vòng chưa đầy 24 giờ và với đa - in song song thành phần, bạn có thể tạo ra 5 đến 10 tấn sản phẩm mỗi ngày. Nghiên cứu trường hợp của một dự án trục đường sắt cho thấy rằng chỉ mất 9 ngày từ thiết kế cuối cùng đến việc giao hàng 20 hàng hóa thành phẩm đầu tiên. Con số này nhanh hơn 82% so với các phương pháp truyền thống và chi phí cắt giảm 63%.
3. "Kịch bản ứng dụng vàng" của in 3D về kinh tế
Ngay cả khi in 3D có lợi thế gây rối khi nói đến chi phí nấm mốc, nền kinh tế của nó vẫn bị hạn chế bởi ba điều kiện biên chính:
Kích thước lô: Khi thực hiện nhiều vật đúc cấu trúc đơn giản, lợi ích của các phương pháp cổ điển về quy mô ngày càng rõ ràng. Ví dụ, đúc cát truyền thống có thể nhanh chóng tạo ra các tấm phẳng và ống thẳng với số lượng lớn bằng cách sử dụng khuôn tiêu chuẩn, làm cho chi phí của mỗi mảnh rất thấp. Mặt khác, in 3D không cần khuôn, nhưng phải mất nhiều thời gian hơn để in từng mảnh và chi phí của vật liệu cao hơn so với các vật liệu cát truyền thống. Kích thước lô càng lớn, tác động tích lũy chi phí càng lớn. Đối với các vật đúc thô không cần độ chính xác cao hoặc chất lượng bề mặt, các phương pháp đúc truyền thống rẻ hơn . 3 d khuôn cát in chính xác hơn, nhưng chúng cần cát và chất kết dính đặc biệt để đảm bảo in tốt. Chi phí của vật liệu nhiều hơn so với các vật liệu cát thông thường. Khi bạn bao gồm chi phí khấu hao thiết bị, sử dụng năng lượng và các yếu tố khác, tổng chi phí thậm chí còn cao hơn.
Khả năng thích ứng của vật liệu: Khi nói đến việc đúc các vật liệu độc đáo như High - Hợp kim và gốm sứ, công nghệ in 3D vẫn phải tìm cách cân bằng các tính chất của vật liệu với chi phí của chúng. Ví dụ, các vật liệu khuôn cát gốm có thể chịu được nhiệt độ lên tới 1600 độ đã được thực hiện, nhưng chúng có giá cao hơn ba lần so với vật liệu cát thông thường, khiến chúng khó sử dụng trong các ngành công nghiệp lớn.
4. Thực hành công nghiệp: Từ "độ nhạy chi phí" đến "tạo ra giá trị"
Ngành công nghiệp sản xuất đang thay đổi từ "nhạy cảm với chi phí" thành "tạo ra giá trị" nhờ vào công nghệ in 3D:
Lô sản xuất tùy chỉnh nhỏ phá vỡ bế tắc: Một công ty điện gió sử dụng in 3D để tạo ra các cơ sở tháp tùy chỉnh với "một máy, một loại" và tính phí thêm 15% cho sản phẩm. Trong lĩnh vực y tế, bộ phận giả tùy chỉnh, chỉnh hình và các sản phẩm được cá nhân hóa khác có thể được thiết kế và phân phối trong 72 giờ, với lỗi phù hợp dưới 0,1mm và tiết kiệm chi phí là 60% so với các phương pháp truyền thống.
Sự đổi mới trong R & D tăng tốc độ lặp lại: Các công ty chế tạo động cơ máy bay sử dụng khuôn cát in 3D để nhanh chóng tạo ra các nguyên mẫu của các buồng đốt. Điều này làm tăng số lần lặp thiết kế từ trung bình 3 đến 12 mỗi năm. Chu kỳ phát triển cho vỏ xe máy năng lượng mới đã bị cắt giảm từ 6 tháng xuống còn 6 tuần, tận dụng cơ hội thị trường.
Thay đổi thành sản xuất xanh: Công nghệ khuôn cát in 3D cắt giảm tác động của môi trường, cắt giảm sản xuất cát thải 85%, và có thể tái chế và tái tạo 100% vật liệu. Nó cũng sử dụng năng lượng ít hơn 40% so với các phương pháp trước đó và giảm 52% lượng khí thải carbon riêng lẻ.