نسبت پردازش بعد از{0}}پرینت سه بعدی فلزی در هزینه کلی ساخت چقدر است؟

一، قطعاتی که هزینه‌های پردازش پست{0}}و بخش‌های اصلی آن‌ها را تشکیل می‌دهند
چهار ماژول تکنولوژیکی اصلی وجود دارد که{0}}پس از پردازش پرینت سه بعدی فلزات را تشکیل می‌دهند: حذف مواد، عملیات حرارتی، عملیات سطح، و تقویت ساختاری. هر ماژول هزینه هایی مانند تجهیزات، مصرف انرژی و نیروی کار دارد.

برداشتن مواد: این شامل برداشتن ساختار تکیه گاه، تکمیل سطح و تثبیت ابعاد است. به عنوان مثال، پس از چاپ، سطح کانال جریان روی تیغه‌های موتور هوانوردی باید با استفاده از یک مرکز ماشین‌کاری پیوندی پنج محوره صیقل داده شود. تولید یک قطعه ممکن است ساعت های زیادی طول بکشد و بخش بزرگی از این هزینه برای تجهیزات و نیروی کار است.
عملیات حرارتی فرآیند خلاص شدن از تنش های داخلی و بهبود ساختار دانه ها است. این را می توان از طریق بازپخت، محلول جامد + پیری، و فشار ایزواستاتیک داغ (HIP) انجام داد. درمان آنیلینگ خلاء پس از چاپ ایمپلنت ارتوپدی آلیاژ تیتانیوم، استرس باقیمانده را تا 80 درصد کاهش می دهد. با این حال، نیاز به یک کوره خلاء ویژه و عایق-درازمدت دارد که بخش بزرگی از مصرف انرژی را تشکیل می‌دهد.
عملیات سطحی: روش هایی شامل سندبلاست، آبکاری الکتریکی، روکش لیزری، اکسیداسیون میکرو قوس و موارد دیگر که سطح را می پوشانند. پس از چاپ براکت برای بسته باتری خودرو انرژی جدید، عملیات اکسیداسیون میکرو قوس مقاومت آن را در برابر خوردگی در تست اسپری نمک به بیش از 1000 ساعت افزایش داد. با این حال، هزینه نگهداری مواد شیمیایی و تجهیزات نسبتاً گران بود.
تقویت سازه، مانند تقویت فیبر، طراحی مواد شیب دار، و بهینه سازی ساختار شبکه. قطعات چاپ شده یک شیر برق هسته ای خاص از ساختار گرادیان ساخته شده از فولاد ضد زنگ آلیاژی مبتنی بر نیکل- استفاده می کنند. این کار به یک فرآیند ترکیبی از-چاپ چندگانه-و عملیات حرارتی نیاز دارد. پیچیدگی فنی، تحقیق و توسعه و تولید آزمایشی را گران تر می کند.
2، داده‌های صنعت و مطالعات موردی در مورد درصد هزینه‌های پردازش پست{1}
1. بررسی ساختار هزینه در صنایع استاندارد
به عنوان مثال، در زمینه هوافضا، قاب مخزن سوخت یک موتور موشک معین حدود 40 درصد برای چاپ، 35 درصد برای فرآیند ارسال (15 درصد برای پردازش HIP، 12 درصد برای آسیاب CNC، و 8 درصد برای آنودایز کردن)، و 25 درصد برای خرید مواد هزینه دارد. درصد زیادی از هزینه‌های{8} پردازش پست به این دلیل است که قطعات باید در تنظیمات بسیار سخت به خوبی کار کنند، به این معنی که باید مراحل زیادی را طی کنند تا مطمئن شوند قابل اعتماد هستند.
وقتی صحبت از دستگاه‌های پزشکی می‌شود، هزینه-پس از پردازش یک ایمپلنت مفصل ران با آلیاژ تیتانیوم سفارشی پس از چاپ حدود 28٪ است (با هزینه عملیات حرارتی 12٪، هزینه پرداخت 10٪، و هزینه بسته بندی استریل 6٪). هزینه مواد 35 درصد و هزینه طراحی و اعتبار سنجی 37 درصد است. درصد هزینه‌های{9}}پس از پردازش خیلی زیاد نیست، اما الزامات برای زبری سطح (Ra < 0.2 میکرومتر) و زیست سازگاری به این معنی است که ماشین‌کاری با دقت بالا و پردازش خاص مورد نیاز است.
در دنیای لوازم الکترونیکی مصرفی: به عنوان مثال، هزینه چاپ برای اسکرول لولای تلفن همراه با صفحه تاشو 55٪ است، هزینه پردازش پست{{1} 25٪ (10٪ برای حذف پشتیبانی، 8٪ برای عملیات حرارتی، و 7٪ برای سندبلاست سطح)، و هزینه مواد 20٪ است. اثر مقیاس تولید انبوه تأثیر زیادی بر درصد هزینه‌های{8} پس از پردازش دارد. با افزایش تولید، هزینه هر واحد کاهش می یابد.
2. نحوه تأثیر انتخاب فرآیند بر هزینه های پس از درمان
فرآیند ذوب بستر پودری (PBF): درصد هزینه‌های پس از{0} پردازش معمولاً قابل توجه است زیرا ساختارهای پشتیبانی باید در طول فرآیند چاپ اضافه شوند. هنگامی که از فناوری SLM برای چاپ قسمت مشخصی از ساختار هواپیما استفاده می کنید، 30 درصد هزینه برای برداشتن تکیه گاه و پرداخت سطح است. هنگامی که از فناوری EBM بدون ساختار پشتیبانی استفاده می کنید، این هزینه به 15٪ کاهش می یابد.
فرآیند جت چسب (BJ) با چربی زدایی و تف جوشی بدنه سبز رنگ پس از چاپ، تشکیل شبکه نزدیک به-را ممکن می سازد. این هزینه‌های{2}}درمان پست را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. پس از چاپ توپی چرخ خودرو با فناوری BJ، هزینه{4}پست پردازش فقط 12% است (عمدتاً عملیات حرارتی و کمی ماشینکاری). این بیش از 50٪ کمتر از هزینه پردازش پست{8}} با فناوری PBF است.
فرآیند رسوب انرژی هدایت شده (DED): برای تثبیت قطعات بزرگ و آماده شدن برای پوشش مناسب است. هزینه پردازش{0}پست بر اساس ضخامت لایه چاپ است. زمانی که ضخامت لایه چاپ یک چرخ دنده ماشین آلات معدنی خاص 1 میلی متر باشد، هزینه{3}}پست پردازش فقط 8٪ است. اما وقتی ضخامت لایه به 0.3 میلی متر کاهش می یابد، هزینه پرداخت تا 15٪ افزایش می یابد زیرا سطح زبرتر می شود.
3، عناصری که بر نسبت هزینه‌های{1} پردازش پست و بهترین راه برای تغییر آنها تأثیر می‌گذارند
1. بررسی عناصر محرک
الزامات نحوه کار مواد: مواد با کارایی بالا مانند آلیاژهای{0}درجه حرارت بالا و آلیاژهای تیتانیوم به درمان HIP برای از بین بردن منافذ نیاز دارند که می تواند تا 20٪ -30٪ از هزینه کل را شامل شود.
این بخش چقدر پیچیده است: ماشینکاری چند محوره و آزمایش ویژه برای ویژگی‌های پیچیده مانند کانال‌های جریان داخلی و ساختارهای شبکه مورد نیاز است. پس از چاپ یک تیغه موتور هوانوردی معین، آزمایش سی تی 25 درصد هزینه کلی پردازش پست{3}} را هزینه می کند.
مقیاس دسته‌ای: در حوزه لوازم الکترونیکی مصرفی، زمانی که حجم یک دسته چاپ از 10000 قطعه بیشتر شود، درصد هزینه‌های پردازش پست{2}}را می‌توان از 30% به 15% کاهش داد. این عمدتا به دلیل خطوط تولید خودکار و انجماد فرآیند است.
بلوغ فناوری: تفاوت در دقت و پایداری بین تجهیزات ساخت ایالات متحده و تجهیزات ساخت کشورهای دیگر به این معنی است که 10٪ تا 15٪ کار بیشتری باید پس از پردازش روی تجهیزات ساخت ایالات متحده انجام شود که به طور غیرمستقیم هزینه ها را افزایش می دهد.
2. به دنبال بهترین راه برای بهینه سازی
نوآوری در فرآیند: استفاده از فناوری هایی مانند چاپ منطقه ای و توزیع پودر دو طرفه برای کارآمدتر کردن چاپ و نیاز به ساختارهای پشتیبانی کمتر. یک شرکت روش اسکن خود را بهبود بخشید تا حجم پشتیبانی را تا 40% کاهش دهد که درصد هزینه‌های پردازش پست{2}} را نیز کاهش داد.
بهینه سازی مواد: مواد پودری خاصی بسازید که کار با آنها آسان باشد و استرس زیادی به آنها وارد نکنید. یک شرکت خاص پودر آلیاژ تیتانیوم با غلظت اکسیژن کم منتشر کرده است. این پودر دمای عملیات حرارتی را تا 50 درجه کاهش می دهد و هزینه مصرف انرژی را از 18 درصد به 10 درصد کاهش می دهد.
ارتقاء تجهیزات: افزودن فناوری‌های تشخیص آنلاین و پردازش تطبیقی ​​برای کاهش نیاز افراد به انجام کارها با دست. شرکتی که از یک ربات پولیش{1} مجهز به هوش مصنوعی استفاده می کند، زمان پردازش یک قطعه را از دو ساعت به نیم ساعت کاهش داده است. هزینه نیروی کار نیز از 25 درصد به 8 درصد کاهش یافته است.
کار با هم در زنجیره صنعتی: تجهیزات چاپ و پردازش یکپارچه{0}}می تواند چرخه تولید را کوتاه کند. یک شرکت خاص دستگاه کامپوزیتی «چاپ+ عملیات حرارتی+ ماشینکاری» را اختراع کرده است که زمان ساخت قطعات سازه‌ای هوانوردی را از دو هفته به سه روز کاهش می‌دهد و هزینه را تا 35 درصد کاهش می‌دهد.