هزینه نگهداری قالب های پرینت سه بعدی فلزی چقدر است؟

一، هزینه نگهداری تجهیزات: سرمایه گذاری کامل از سخت افزار تا نرم افزار
1. فرسودگی و فشار روی قطعات کلیدی و استهلاک تجهیزات
تجهیزات پرینت سه بعدی فلزی مانند تجهیزات فناوری SLM و EBM بسیار گران هستند. بهترین مدل ها می توانند میلیون ها یوان هزینه داشته باشند و هزینه استهلاک بخش بزرگی از هزینه های نگهداری است. به عنوان مثال، Platinum BLT-S800 دارای 8 لیزر، آینه-با دقت بالا، محفظه خلاء، و سایر قطعات مهم است. لیزرها (که حدود 20000 ساعت دوام می‌آورند) و آینه‌ها (که حدود 50000 ساعت دوام می‌آورند) دو بخش مهمی هستند که بعد از استفاده طولانی‌مدت باید به‌طور منظم تعویض شوند. مطالعه موردی یک تولید کننده قطعات هوانوردی نشان می دهد که تعویض قطعات اصلی 40 درصد هزینه تعمیر و نگهداری سالانه یک دستگاه و جایگزینی لیزر بیش از 60 درصد هزینه کلی تمام قطعات هزینه دارد.

2. مدیریت و نگهداری هوشمند که مشکلات را قبل از وقوع متوقف می کند
شرکت ها باید یک سیستم تعمیر و نگهداری پیشگیرانه راه اندازی کنند تا خسارات ناشی از خرابی های ناگهانی که باعث خرابی می شود را کاهش دهند. به عنوان مثال، حسگرهای اینترنت اشیا ممکن است دما، لرزش، قدرت و سایر عوامل دستگاه را در زمان واقعی تحت نظر داشته باشند و الگوریتم‌های هوش مصنوعی می‌توانند از این داده‌ها برای حدس زدن زمان وقوع مشکلات استفاده کنند. یک شرکت خاص که قالب‌های ماشین‌ها را می‌سازد، پس از استفاده از این تکنیک، تعداد دفعات خرابی تجهیزات آن‌ها را تا 35 درصد و هزینه تعمیر و نگهداری را تا 20 درصد کاهش می‌دهد. همچنین، رشد سیستم‌های اشتراک‌گذاری دستگاه، مانند شبکه‌های تولید بر اساس تقاضای سیستم‌های سه‌بعدی، اشتراک‌گذاری هزینه‌های نگهداری دستگاه‌ها را با گرد هم آوردن پرسنل تعمیر و نگهداری آسان‌تر کرده است.

3. به روز رسانی نرم افزار و ایمن نگه داشتن داده ها
چاپ سه بعدی فلزی به نرم افزار طراحی (مانند SolidWorks یا Magic) و نرم افزار برش (مانند Autodesk Netfabb) نیاز دارد. هزینه صدور مجوز و ارتقای این برنامه ها باید در بودجه نگهداری لحاظ شود. مطالعه موردی شرکتی که ایمپلنت های پزشکی تولید می کند نشان می دهد که هزینه های ارتقاء نرم افزار حدود 15 درصد از کل هزینه نگهداری سالانه را تشکیل می دهد. با این حال، پس از ارتقا، بهبود فرآیند چاپ می تواند استفاده از مواد را تا 10٪ افزایش دهد که می تواند بخشی از هزینه ها را پوشش دهد. در عین حال، صرف پول برای حفاظت از داده ها (مانند انتقال رمزگذاری شده و پشتیبان گیری ابری) نیز هزینه ای ضمنی است که نمی توان آن را نادیده گرفت، به خصوص در مناطقی که به امنیت زیادی مانند هوافضا نیاز دارند.

2، هزینه مدیریت مواد: ساخت کل فرآیند از خرید تا بازیافت تا حد امکان کارآمد
1. قیمت و ثبات زنجیره تامین پودر فلز
ماده اصلی مورد استفاده برای ساخت قالب های چاپ سه بعدی پودر فلز است. قیمت آن تا حد زیادی تحت تأثیر مواردی مانند تغییرات در بازار مواد اولیه، روش های تولید و معیارهای خلوص است. به عنوان مثال، قیمت پودر آلیاژ تیتانیوم ده ها برابر بیشتر از مواد پلاستیکی معمولی است. همچنین، تغییر در توزیع اندازه ذرات و جریان پذیری از تامین کنندگان مختلف می تواند باعث تغییر کیفیت چاپ شود. مطالعه موردی پروژه خاصی از قالب تیغه موتور هواپیما نشان می‌دهد که امضای قراردادهای بلندمدت- با تامین‌کنندگان، قفل کردن قیمت پودر و بهینه‌سازی دسته‌های تهیه، هزینه‌های مواد را تا ۱۸٪ کاهش می‌دهد.

2. میزان استفاده از پودر و فناوری بازیافت آن
قبل از بازیافت، پودر ذوب نشده مورد استفاده در پرینت سه بعدی فلزی باید غربال شود، خشک شود و به روش های دیگر درمان شود. اما بازیافت اشیا بیش از یک بار باعث بزرگتر شدن ذرات و افزودن اکسیژن بیشتر می شود که می تواند به کیفیت چاپ آسیب برساند. یک سازنده قالب اتصال دهنده خودرو از یک سیستم مدیریت پودر حلقه بسته-استفاده می‌کند که وضعیت پودر را در زمان واقعی تحت نظر دارد و به طور خودکار نسبت بازیافت را تغییر می‌دهد. این امر میزان استفاده از پودر را از 75% به 92% افزایش می دهد و هزینه مواد برای یک قالب را تا 25% کاهش می دهد. همچنین، روش‌های جدید برای ساخت پودر، مانند اتمیزه کردن گاز، می‌تواند پودرهای کروی‌تری بسازد که باعث کاهش پاشش در حین چاپ شده و آنها را حتی بهتر می‌کند.

3. هزینه های گاز کمکی و استفاده از انرژی
برای جلوگیری از زنگ زدگی فلز، چاپ سه بعدی باید در یک محیط گاز بی اثر، مانند آرگون انجام شود. هزینه گاز آرگون 5 تا 15 درصد کل هزینه چاپ را تشکیل می دهد و میزان استفاده از آن به فرآیند چاپ و میزان آب بندی تجهیزات بستگی دارد. با تغییر تنظیمات چاپ، مانند نازک‌تر کردن لایه‌ها و سرعت اسکن سریع‌تر، یک پروژه قالب آلیاژ آلومینیوم خاصی مصرف گاز آرگون را تا 30 درصد کاهش می‌دهد. در عین حال، استفاده از دستگاه‌های صرفه‌جویی در انرژی، مانند چاپگرهای EBM با سیستم‌های بازیابی انرژی، می‌تواند به کاهش هزینه‌های انرژی کمک کند. یک مطالعه موردی نشان می دهد که هزینه مصرف انرژی یک قالب در مقایسه با تجهیزات معمولی 40٪ کاهش می یابد.

3، هزینه بهینه سازی فرآیند: مدیریت ناب از تغییر پارامترها تا کنترل کیفیت
1. یافتن بهترین پارامترها و هزینه های فرآیند برای امتحان کردن چیزها
کیفیت و هزینه پرینت سه بعدی با فلز مستقیماً تحت تأثیر مواردی مانند قدرت لیزر، سرعت اسکن و ضخامت لایه است. در ابتدای پروژه ساخت قالب برای دیسک توربین هواپیما، نرخ شکست چاپ تا 30٪ بالا بود زیرا پارامترها به درستی تعیین نشده بودند. هر آزمون و خطای قالب بیش از 50000 یوان هزینه دارد. این شرکت با استفاده از راه حل های بهینه سازی فرآیند هوش مصنوعی مانند سیستم تولید شکل 4 راه حل های سه بعدی، هزینه های آزمون و خطا را به کمتر از 5 درصد کاهش داده است. در عین حال، راندمان چاپ 20 درصد افزایش یافته است.

2. هزینه های پردازش و ارتقاء خودکارسازی پست
قالب های چاپ سه بعدی فلزی اغلب پس از ساخته شدن نیاز به درمان دارند که می تواند شامل عملیات حرارتی، ماشینکاری دقیق CNC و پرداخت باشد. این مراحل می تواند 15% تا 30% به کل هزینه قالب اضافه کند. یکی از شرکت‌هایی که قالب‌های تزریق را برای خودروها می‌سازد، زمان لازم برای تکمیل قالب‌ها را از 72 ساعت به 24 ساعت کاهش داده و با افزودن خطوط پردازش پست خودکار، مانند پنج-دستگاه‌های CNC و سیستم‌های پولیش روباتی، هزینه‌های نیروی کار را تا 60 درصد کاهش داده است. استفاده از فناوری نظارت در محل مانند دوربین‌های مادون قرمز و حسگرهای حوضچه مذاب نیز می‌تواند فوراً اشتباهات چاپی را پیدا کند، که نیاز به پردازش مجدد{12} را کاهش می‌دهد.

3. هزینه های تست و کنترل کیفیت
برای بررسی کیفیت قالب های پرینت سه بعدی فلزی، به ابزارهای بسیار دقیقی مانند سی تی اسکن و ابزار اندازه گیری مختصات نیاز دارید. این ابزارها 10 تا 20 درصد کل هزینه نگهداری را تشکیل می دهند. یک سیستم مدیریت کیفیت دیجیتال (مانند نرم افزار QMS) برای یک پروژه قالب ایمپلنت پزشکی خاص راه اندازی شده است. این سیستم به طور خودکار داده های شناسایی را جمع آوری و تجزیه و تحلیل می کند که سرعت فرآیند را تا 50٪ افزایش می دهد. کنترل فرآیند آماری (SPC) همچنین میزان نقص را از 2% به 0.5% کاهش داده است.

4، هزینه های کنترل محیطی: سرمایه گذاری در رعایت، از ثابت نگه داشتن دما و رطوبت تا خلاص شدن از زباله
1. الزامات محیط تولید و سرمایه گذاری در تاسیسات
چاپ سه بعدی فلزی به شرایط بسیار خاصی برای دما، رطوبت و تمیزی نیاز دارد. همچنین به مواردی مانند کارگاه هایی با دما و رطوبت ثابت و تجهیزات تصفیه هوا نیاز دارد. یک شرکت خودروهای سفارشی پیشرفته-مطالعه موردی انجام داد و دریافت که هزینه کنترل محیطی کارگاه چاپ سه بعدی آن 12 درصد از کل هزینه نگهداری سالانه است. با این حال، با بهینه سازی چیدمان کارگاه (مثلاً با استفاده از واحدهای تصفیه محلی) و سیستم های هوشمند کنترل دما، مصرف انرژی تا 25 درصد کاهش یافته است.

2. خلاص شدن از شر زباله ها و رعایت قوانین زیست محیطی
برای پیروی از قوانین زیست محیطی، زباله های حاصل از چاپ سه بعدی فلزی، مانند پودر ذوب نشده و سازه های پشتیبانی، باید دسته بندی و بازیافت شوند. یک سازنده قالب هواپیما مکانیزمی را برای بازیافت و استفاده مجدد از 95 درصد پودر فلز و 80 درصد از اجزای پشتیبانی ایجاد کرده است. همچنین با شرکت‌های متخصص حفاظت از محیط‌زیست برای خلاص شدن از شر زباله‌های خطرناک همکاری می‌کند، که هزینه‌های انطباق را هر سال 30 درصد کاهش می‌دهد.