Колики је удео накнадне{0}}обраде након 3Д штампања метала у укупним трошковима производње?

一, Делови који чине трошкове накнадне{0}}обраде и њихови главни делови
Постоје четири главна технолошка модула који чине накнадну-обраду металног 3Д штампања: уклањање материјала, топлотна обрада, површинска обрада и структурно јачање. Сваки модул има трошкове као што су опрема, потрошња енергије и рад.

Одношење материјала: ово укључује одузимање потпорне конструкције, довршавање површине и фиксирање димензија. На пример, након штампања, површина канала за проток на лопатицама авионског мотора треба да буде зрцално полирана помоћу обрадног центра са пет-оси. За производњу једног комада може бити потребно много сати, а велики део тог трошка је за опрему и рад.
Топлотна обрада је процес ослобађања од унутрашњег стреса и побољшања структуре зрна. Ово се може урадити жарењем, чврстим раствором + старењем и врућим изостатским пресовањем (ХИП). Третман вакуумског жарења смањује заостало напрезање за 80% након штампања ортопедског имплантата од легуре титанијума. Међутим, потребна му је специјална вакумска пећ и дуготрајна-изолација, што чини велики део потрошње енергије.
Површинска обрада: методе укључују пескарење, галванизацију, ласерско облагање, микролучну оксидацију и друге које покривају површину. Након штампања носача за нови енергетски пакет батерија за возила, третман микролучном оксидацијом повећао је његову отпорност на корозију у тесту сланог спреја на преко 1000 сати. Међутим, трошкови одржавања хемикалија и опреме били су прилично скупи.
Структурно ојачање, као што је ојачање влакнима, дизајн градијентног материјала и оптимизација структуре решетке. Штампани делови одређеног вентила за нуклеарну енергију користе градијентну структуру направљену од легираног нерђајућег челика на бази никла-. Ово захтева сложени процес са-ко-штампе од више материјала и термичке обраде. Техничка сложеност чини истраживање и развој и пробну производњу скупљим.
2, Подаци из индустрије и студије случаја о проценту трошкова накнадне{1}}обраде
1. Испитивање структуре трошкова у стандардним индустријама
У ваздухопловству, на пример, оквир резервоара за гориво одређеног ракетног мотора кошта око 40% за штампање, 35% за пост-обраду (15% за ХИП обраду, 12% за ЦНЦ глодање и 8% за елоксирање) и 25% за куповину материјала. Велики проценат трошкова накнадне{8}}обраде је зато што делови морају добро да функционишу у веома тешким условима, што значи да морају да прођу кроз многе кораке да би били сигурни да су поуздани.
Када је реч о медицинским уређајима, цена накнадне-обраде прилагођеног имплантата кука од легуре титанијума након штампања износи око 28% (са топлотном обрадом која кошта 12%, полирањем 10%, а стерилном амбалажом 6%). Цена материјала је 35%, а цена дизајна и валидације 37%. Проценат трошкова накнадне{9}}обраде није велики, али захтеви за храпавост површине (Ра < 0,2 μм) и биокомпатибилност значе да је потребна висока{11}}машинска обрада и специфична обрада.
У свету потрошачке електронике: На пример, цена штампања за шарке за мобилни телефон са склопивим екраном је 55%, цена накнадне{1}}обраде је 25% (10% за уклањање носача, 8% за топлотну обраду и 7% за површинско пескарење), а цена материјала је 20%. Ефекат обима масовне производње има велики утицај на проценат трошкова накнадне{8}}обраде. Како производња расте, цена по јединици се смањује.
2. Како избор процеса утиче на трошкове након третмана
Процес топљења слоја праха (ПБФ): Проценат трошкова накнадне{0}}обраде је обично значајан пошто је потребно додати потпорне структуре током процеса штампања. Када користите СЛМ технологију за штампање одређеног дела структуре авиона, 30% трошкова је за уклањање носача и полирање површине. Када користите ЕБМ технологију без структуре подршке, овај трошак се смањује на 15%.
Процес адхезивног млаза (БЈ) омогућава скоро{0}}формирање мреже одмашћивањем и синтеровањем зеленог тела након штампања. Ово у великој мери смањује трошкове пост{2}}лечења. Након штампања главчине аутомобилског точка са БЈ технологијом, цена накнадне-обраде је само 12% (првенствено топлотна обрада и мала обрада). Ово је више од 50% мање од цене накнадне-обраде са ПБФ технологијом.
Процес усмереног таложења енергије (ДЕД): добар за фиксирање великих комада и припрему за премазивање; цена накнадне{0}}обраде се заснива на томе колико је дебео слој за штампање. Када је дебљина слоја за штампање одређене опреме рударске машине 1 мм, цена накнадне-обраде је само 8%. Али када се дебљина слоја смањи на 0,3 мм, цена полирања се пење и до 15% јер површина постаје грубља.
3, Елементи који утичу на пропорцију трошкова накнадне{1}}обраде и најбољи начин да их промените
1. Испитивање мотивационих елемената
Захтеви за начин на који материјали функционишу: Материјали високих перформанси као што су високо{0}}легуре на високим температурама и легуре титанијума захтевају ХИП третман да би се елиминисале поре, што може да допринесе и до 20% -30% укупне цене.
Колико је овај део компликован: више-осинска обрада и специјално тестирање су потребни за сложене карактеристике као што су унутрашњи канали протока и решеткасте структуре. Након штампања дате оштрице авионског мотора, ЦТ тестирање кошта 25% укупне цене накнадне-обраде.
Скала серије: У области потрошачке електронике, када обим једне серије штампе прелази 10.000 комада, проценат трошкова накнадне{2}}обраде може се смањити са 30% на 15%. Ово је углавном због аутоматизованих производних линија и процеса очвршћавања.
Технолошка зрелост: Разлика у тачности и стабилности између опреме произведене у САД и опреме произведене у другим земљама значи да је потребно 10% до 15% више посла након обраде на опреми произведеној у САД, што индиректно повећава трошкове.
2. Тражење најбољег начина за оптимизацију
Иновација процеса: Коришћење технологија као што су регионално штампање и двосмерна дистрибуција праха како би штампање било ефикасније и потребно је мање потпорних структура. Једна компанија је побољшала свој метод скенирања како би смањила обим подршке за 40%, што је такође смањило проценат трошкова накнадне-обраде.
Оптимизација материјала: Направите специфичне материјале у праху са којима је лако радити и не стављајте их превише на стрес. Одређена компанија је објавила прах легуре титанијума са ниском концентрацијом кисеоника. Овај прах снижава температуру топлотне обраде за 50 степени и смањује трошкове коришћења енергије са 18% на 10%.
Надоградња опреме: Додавање технологија онлајн детекције и адаптивне обраде како би се смањила потреба да људи раде ствари ручно. Компанија која користи робота за полирање на АИ{1}}скратила је време потребно за обраду једног комада са два сата на пола сата. Цена рада је такође смањена са 25% на 8%.
Заједнички рад у индустријском ланцу: Интегрисана опрема за штампање и накнадну{0}}обраду може да скрати производне циклусе. Конкретна компанија је измислила композитну машину „штампање+термичка обрада+машинска обрада” која скраћује време потребно за израду делова ваздухопловних конструкција са две недеље на три дана и смањује трошкове за 35%.