समग्र विनिर्माण लागत में धातु 3डी प्रिंटिंग के बाद प्रसंस्करण के बाद का अनुपात क्या है?

उदाहरण के लिए, वे हिस्से जो पोस्ट {{0} प्रोसेसिंग शुल्क और उनके मुख्य हिस्से बनाते हैं
चार मुख्य तकनीकी मॉड्यूल हैं जो धातु 3डी प्रिंटिंग की पोस्ट प्रोसेसिंग को बनाते हैं: सामग्री हटाना, गर्मी उपचार, सतह उपचार, और संरचनात्मक मजबूती। प्रत्येक मॉड्यूल में उपकरण, ऊर्जा उपयोग और श्रम जैसी लागतें होती हैं।

सामग्री को हटाना: इसमें सहायक संरचना को हटाना, सतह को पूरा करना और आयामों को ठीक करना शामिल है। उदाहरण के लिए, मुद्रण के बाद, विमानन इंजन ब्लेड पर प्रवाह चैनल की सतह को पांच -अक्ष लिंकेज मशीनिंग केंद्र का उपयोग करके दर्पण पॉलिश करने की आवश्यकता होती है। एक टुकड़े को तैयार करने में कई घंटे लग सकते हैं और उस खर्च का एक बड़ा हिस्सा उपकरण और श्रम पर होता है।
ताप उपचार आंतरिक तनाव से छुटकारा पाने और अनाज की संरचना में सुधार करने की प्रक्रिया है। यह एनीलिंग, सॉलिड सॉल्यूशन+एजिंग और हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (एचआईपी) के माध्यम से किया जा सकता है। टाइटेनियम मिश्र धातु ऑर्थोपेडिक इम्प्लांट को प्रिंट करने के बाद वैक्यूम एनीलिंग उपचार अवशिष्ट तनाव को 80% तक कम कर देता है। हालाँकि, इसके लिए एक विशेष वैक्यूम भट्ठी और दीर्घकालिक इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है, जो ऊर्जा व्यय का एक बड़ा हिस्सा बनता है।
भूतल उपचार: विधियों में सैंडब्लास्टिंग, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, लेजर क्लैडिंग, माइक्रो आर्क ऑक्सीकरण, और अन्य शामिल हैं जो सतह को कवर करते हैं। नए ऊर्जा वाहन बैटरी पैक के लिए ब्रैकेट को प्रिंट करने के बाद, माइक्रो आर्क ऑक्सीकरण उपचार ने नमक स्प्रे परीक्षण में संक्षारण प्रतिरोध को 1000 घंटे से अधिक तक बढ़ा दिया। हालाँकि, रसायनों और उपकरण रखरखाव की लागत काफी महंगी थी।
संरचनात्मक सुदृढीकरण, जैसे फाइबर सुदृढीकरण, ढाल सामग्री डिजाइन, और जाली संरचना अनुकूलन। एक निश्चित परमाणु ऊर्जा वाल्व के मुद्रित भाग निकल आधारित मिश्र धातु स्टेनलेस स्टील से बनी एक ढाल संरचना का उपयोग करते हैं। इसके लिए बहु-सामग्री सह--मुद्रण और ताप उपचार की एक समग्र प्रक्रिया की आवश्यकता होती है। तकनीकी जटिलता अनुसंधान एवं विकास और परीक्षण उत्पादन को अधिक महंगा बना देती है।
2, उद्योग से डेटा और पोस्ट प्रोसेसिंग लागत के प्रतिशत पर केस अध्ययन
1. मानक उद्योगों में लागत संरचना की एक परीक्षा
उदाहरण के लिए, एयरोस्पेस क्षेत्र में, एक निश्चित रॉकेट इंजन के ईंधन टैंक फ्रेम को प्रिंट करने में लगभग 40%, पोस्ट करने में 35% (एचआईपी प्रसंस्करण के लिए 15%, सीएनसी मिलिंग के लिए 12% और एनोडाइजिंग के लिए 8%) और सामग्री खरीदने में 25% खर्च होता है। पोस्ट प्रसंस्करण व्यय का बड़ा प्रतिशत इसलिए है क्योंकि भागों को बहुत कठोर सेटिंग्स में अच्छी तरह से काम करना पड़ता है, जिसका अर्थ है कि उन्हें यह सुनिश्चित करने के लिए कई चरणों से गुजरना पड़ता है कि वे विश्वसनीय हैं।
जब चिकित्सा उपकरणों की बात आती है, तो मुद्रण के बाद कस्टम टाइटेनियम मिश्र धातु हिप संयुक्त प्रत्यारोपण के प्रसंस्करण की लागत लगभग 28% होती है (गर्मी उपचार की लागत 12%, पॉलिशिंग की लागत 10% और स्टेराइल पैकेजिंग की लागत 6%) होती है। सामग्रियों की लागत 35% है, और डिज़ाइन और सत्यापन की लागत 37% है। प्रसंस्करण लागत के बाद का प्रतिशत बहुत बड़ा नहीं है, लेकिन सतह की खुरदरापन (आरए < 0.2 μ मीटर) और जैव अनुकूलता की आवश्यकताओं का मतलब है कि उच्च - परिशुद्धता मशीनिंग और विशिष्ट प्रसंस्करण की आवश्यकता है।
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया में: उदाहरण के लिए, एक फोल्डिंग स्क्रीन मोबाइल फोन हिंज स्क्रॉल के लिए मुद्रण लागत 55% है, पोस्ट - प्रसंस्करण लागत 25% है (समर्थन हटाने के लिए 10%, गर्मी उपचार के लिए 8%, और सतह सैंडब्लास्टिंग के लिए 7%), और सामग्री लागत 20% है। बड़े पैमाने पर विनिर्माण के पैमाने का प्रभाव प्रसंस्करण के बाद की लागत के प्रतिशत पर बड़ा प्रभाव डालता है। जैसे-जैसे उत्पादन बढ़ता है, प्रति यूनिट लागत कम होती जाती है।
2. प्रक्रिया का चुनाव उपचार के बाद की लागत को कैसे प्रभावित करता है
पाउडर बेड मेल्टिंग (पीबीएफ) प्रक्रिया: प्रसंस्करण व्यय के बाद का प्रतिशत आमतौर पर महत्वपूर्ण होता है क्योंकि मुद्रण प्रक्रिया के दौरान समर्थन संरचनाओं को जोड़ने की आवश्यकता होती है। जब आप हवाई जहाज की संरचना के किसी दिए गए हिस्से को मुद्रित करने के लिए एसएलएम तकनीक का उपयोग करते हैं, तो लागत का 30% समर्थन को हटाने और सतह को चमकाने के लिए होता है। जब आप बिना समर्थन संरचना के ईबीएम तकनीक का उपयोग करते हैं, तो यह लागत 15% तक कम हो जाती है।
एडहेसिव जेट (बीजे) प्रक्रिया मुद्रण के बाद हरे रंग की बॉडी को कम करके और सिंटरिंग करके लगभग {0}नेट बनाना संभव बनाती है। इससे इलाज के बाद के खर्चों में बड़ी मात्रा में कमी आती है। बीजे तकनीक के साथ कार व्हील हब को प्रिंट करने के बाद, पोस्ट - प्रसंस्करण की लागत केवल 12% (मुख्य रूप से गर्मी उपचार और थोड़ी मशीनिंग) है। यह पीबीएफ तकनीक के साथ पोस्ट प्रोसेसिंग की लागत से 50% से अधिक कम है।
निर्देशित ऊर्जा जमाव (डीईडी) प्रक्रिया: बड़े टुकड़ों को ठीक करने और कोटिंग के लिए तैयार करने के लिए अच्छा है; पोस्ट प्रोसेसिंग की लागत प्रिंटिंग परत की मोटाई पर आधारित होती है। जब एक निश्चित खनन मशीनरी गियर की मुद्रण परत की मोटाई 1 मिमी है, तो पोस्ट प्रोसेसिंग की लागत केवल 8% है। लेकिन जब परत की मोटाई 0.3 मिमी तक कम हो जाती है, तो पॉलिश करने की लागत 15% तक बढ़ जाती है क्योंकि सतह खुरदरी हो जाती है।
3, वे तत्व जो पोस्ट प्रोसेसिंग लागत के अनुपात को प्रभावित करते हैं और उन्हें बदलने का सबसे अच्छा तरीका
1. प्रेरक तत्वों का परीक्षण
सामग्रियाँ कैसे काम करती हैं, इसके लिए आवश्यकताएँ: उच्च प्रदर्शन सामग्री जैसे उच्च तापमान मिश्र धातु और टाइटेनियम मिश्र धातु को छिद्रों को खत्म करने के लिए एचआईपी उपचार की आवश्यकता होती है, जो कुल लागत का 20% -30% तक योगदान कर सकता है।
भाग कितना जटिल है: आंतरिक प्रवाह चैनलों और जाली संरचनाओं जैसी जटिल सुविधाओं के लिए मल्टी-अक्ष मशीनिंग और विशेष परीक्षण की आवश्यकता होती है। किसी दिए गए विमानन इंजन ब्लेड को प्रिंट करने के बाद, सीटी परीक्षण की लागत पोस्ट प्रोसेसिंग की कुल लागत का 25% होती है।
बैच स्केल: उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र में, जब मुद्रण के एक बैच की मात्रा 10,000 टुकड़ों से अधिक हो जाती है, तो पोस्ट प्रोसेसिंग व्यय का प्रतिशत 30% से घटाकर 15% किया जा सकता है। इसका मुख्य कारण स्वचालित उत्पादन लाइनें और प्रक्रिया का जमना है।
तकनीकी परिपक्वता: अमेरिका में बने उपकरणों और अन्य देशों में बने उपकरणों के बीच सटीकता और स्थिरता में अंतर का मतलब है कि अमेरिका में निर्मित उपकरणों पर प्रसंस्करण के बाद 10% से 15% अधिक काम करना पड़ता है, जो अप्रत्यक्ष रूप से लागत बढ़ाता है।
2. अनुकूलन करने का सबसे अच्छा तरीका देख रहे हैं
प्रक्रिया नवाचार: मुद्रण को अधिक कुशल बनाने और कम सहायक संरचनाओं की आवश्यकता के लिए क्षेत्रीय मुद्रण और द्विदिश पाउडर वितरण जैसी प्रौद्योगिकियों का उपयोग करना। एक कंपनी ने समर्थन मात्रा में 40% की कटौती करने के लिए अपनी स्कैनिंग पद्धति में सुधार किया, जिससे पोस्ट -प्रसंस्करण व्यय के प्रतिशत में भी कटौती हुई।
सामग्रियों का अनुकूलन: विशिष्ट पाउडर सामग्री बनाएं जिनके साथ काम करना आसान हो और उन पर बहुत अधिक तनाव न हो। एक विशेष कंपनी ने कम ऑक्सीजन सांद्रता वाला टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर जारी किया है। यह पाउडर ताप उपचार तापमान को 50 डिग्री तक कम कर देता है और ऊर्जा उपयोग की लागत को 18% से घटाकर 10% कर देता है।
उपकरणों को अपग्रेड करना: लोगों द्वारा हाथ से काम करने की आवश्यकता को कम करने के लिए ऑनलाइन डिटेक्शन और अनुकूली प्रसंस्करण प्रौद्योगिकियों को जोड़ना। एक कंपनी जो AI से संचालित पॉलिशिंग रोबोट का उपयोग करती है, उसने एक टुकड़े को संसाधित करने में लगने वाले समय को दो घंटे से घटाकर आधा घंटा कर दिया है। श्रम की लागत भी 25% से घटकर 8% हो गई है।
औद्योगिक श्रृंखला में एक साथ काम करना: एकीकृत मुद्रण और पोस्ट {{0}प्रसंस्करण उपकरण विनिर्माण चक्र को छोटा कर सकते हैं। एक विशिष्ट कंपनी ने एक "प्रिंटिंग+हीट ट्रीटमेंट+मशीनिंग" मिश्रित मशीन का आविष्कार किया है जो विमानन संरचनात्मक भागों को बनाने में लगने वाले समय को दो सप्ताह से घटाकर तीन दिन कर देती है और लागत को 35% तक कम कर देती है।