3D-печать песком часто описывают как «отсутствие инструментов и более быстрая доставка», но эти преимущества имеют значение только в рамках конкретного заказа. Печать позволяет избежать использования специального шаблона или формы для формирования песчаного стержня для каждой геометрии, но требует машинного времени, подготовки данных, песка и связующего вещества, обеспыливания, отверждения и затрат на проверку качества. Это может существенно сократить первоначальные инвестиции для выполнения сложных мелкообъемных работ; для простых деталей со стабильным спросом на повторение амортизированный обычный инструмент может оказаться дешевле.
Поэтому литейному предприятию следует сравнивать общую стоимость и время, прошедшее с момента принятия заказа до одобренной отливки, а не просто спрашивать цену кубического метра песка для печати.
Когда два маршрута требуют затрат
Традиционный маршрут обычно включает в себя модели, формы для формования песчаных стержней, приспособления, испытания и доработки. Как только оснастка будет готовой, формование может стать быстрым и экономичным для повторного производства. Инструменты по-прежнему отнимают время и капитал, их необходимо идентифицировать, хранить, обслуживать и в конечном итоге вывести из эксплуатации.
Цифровой маршрут переносит большую часть предварительной работы на проектирование литья, разделение моделей, систему линеек расплавленного металла, подъем, вентиляцию, нарезку и раскладку. Затем принтер печатает только занятый том сборки. Разработка твердого инструмента сокращается, но остаются процессы обеспыливания, отверждения, нанесения покрытия, сборки пресс-форм и контроля отливки.
| Стоимость области | Обычный инструмент | Песок 3D печать |
|---|---|---|
| Предварительная работа | Литейные модели, стержневые ящики, приспособления и испытания | Подготовка данных, проверка процесса и первая печать |
| Изменения дизайна | Может потребоваться модификация или замена инструмента. | Пересмотрите цифровой файл и повторите проверку. |
| Материалы для каждой детали | Амортизация формовочного песка, связующего вещества и оснастки | Песок для печати, связующее и загрузка машины |
| Труд | Изготовление моделей, изготовление стержней, сборка и обслуживание | Подготовка файлов, обеспыливание, отверждение и проверка. |
| Скрытая стоимость | Хранение, повреждение и время, потраченное на поиск инструментов | Неиспользованный том сборки, обслуживание и неудачные перепечатки |
| Стоимость качества | Варианты сборки и износ инструмента | Дрейф параметров, повреждения при обращении и изменение материала |
Практическая золотая середина описана в нашем руководстве по гибридному формованию с использованием традиционных форм и печатных стержней.
Почему время выполнения заказа может сократиться
Обычные проекты могут отложить разработку инструмента, механическую обработку, сборку и испытания на стороне. После утверждения цифрового процесса печатный маршрут может быть передан непосредственно в производство и быстро реагировать на изменения дизайна или срочный спрос. Различные основные конструкции также могут использовать один сборочный блок, что повышает гибкость при выполнении смешанных и небольших объемов работ.
«Печать занимает несколько часов» не означает «отливка осуществляется через несколько часов». Восстановление данных, анализ процесса, планирование, обеспыливание, отверждение, транспортировка, заливка и проверка — все это входит в обязательства по соблюдению сроков выполнения заказов, ориентированные на клиента.
Проекты, которые с наибольшей вероятностью создадут ценность
Дизайны, которые все еще развиваются
Цифровые изменения, как правило, более гибкие, чем повторяющиеся аппаратные изменения. Проверка литейного производства может начаться раньше, и команда с меньшей вероятностью отложит улучшение просто для защиты существующих инвестиций в инструмент.
Сложные сердечники и большие сборки сердечников
Консолидация сердцевины может сократить количество инструментов, точек размещения и ручной сборки. Комбинированная конструкция должна по-прежнему обеспечивать адекватные пути удаления песка, вентиляцию, прочность при перемещении и стабильность разливки.
Разовые, мелкосерийные и запасные части
Небольшие заказы не могут распределить стоимость оснастки по нескольким отливкам. Устаревшие детали могут не иметь пригодного для использования рисунка. Чертежи, архивные модели или данные реверс-инжиниринга иногда могут восстановить форму в цифровом виде, хотя работы по реконструкции и размер детали по-прежнему влияют на экономику.
Заказы, для которых время ответа имеет большое значение
Запасные части, прототипы для торговых выставок и важные этапы разработки могут быть более чувствительными к времени, чем к стоимости производства единицы продукции. Время простоя, задержка и пропущенное окно проверки должны быть включены в экономическое обоснование.
Когда традиционные инструменты по-прежнему являются лучшим выбором
Для изделий простой геометрии, производимых в больших объемах в течение многих лет, использование зрелых инструментов и быстрое повторное формование могут сохранить явное преимущество в стоимости. Литейный завод со стабильным оборудованием для изготовления стержней и квалифицированными операторами не должен заменять проверенный маршрут исключительно ради использования более новой технологии.
Гибридное производство зачастую более разумно: сохраните традиционную внешнюю форму и печатайте только сложные или часто меняющиеся стержни. Это защищает существующие мощности и одновременно концентрирует аддитивное производство, устраняя большую часть оснастки и сборочных работ.
Создайте модель рентабельности инвестиций, которую вы сможете просмотреть позже.
- Выберите от пяти до десяти репрезентативных заказов за предыдущий год, а не только детали, наиболее подходящие для печати.
- Собирайте фактические данные об инструментах, изготовлении стержней, доработках, сроках выполнения заказов и браке для каждого заказа.
- Оцените стоимость печати, отделки, доставки и проверки отливки на основе одного и того же стандарта качества.
- Рассчитайте отдельные сценарии первой отливки, мелкой партии, годовой потребности и вероятных изменений конструкции.
Автомобильная промышленность, тяжелое оборудование и международные программы песочной печати сообщили о значительном сокращении затрат. Рассматривайте такие цифры как ориентиры, а затем постройте инвестиционную модель на основе собственных данных о структуре заказов, использовании и качестве. Наш шестиэтапный план реализации представляет собой следующий шаг.
Отчетные результаты проекта
Примеры отрасли демонстрируют несколько форм прибыли. Сообщается, что в пресс-форме лопаток турбины для аэрокосмической отрасли компания DMG MORI заменила сборку из 18 деталей со сложной внутренней полостью на единственную формованную деталь, предназначенную для работы в условиях выше 1600°C. По оценкам Американского литейного общества, стоимость пресс-форм снизилась с 3800 долларов США за тонну до 620 долларов США за тонну. Dongfeng Motor сообщила о сокращении на 74% использования инструментальных материалов для корпуса трансмиссии.
Японский литейный завод, сочетающий печать в песчаных формах с обнаружением дефектов, сообщил, что ежегодная экономия на проверках составила около 23 миллионов юаней. Voxeljet также сообщила о перепечатке песчаной формы в течение семи часов после запроса на изменение конструкции Tesla Cybertruck и отправке отливки в обрабатывающий центр на следующее утро. Примеры относятся к консолидации, экономии материалов, автоматизированному контролю и срочным инженерным изменениям; доходность шире, чем цена одного песка.
Система 3D-печати песком SJ-1200 может стать частью плана производства цифровых форм. Чтобы оценить покупку машины или пробную печать, отправьте репрезентативные данные пресс-формы, ежемесячный спрос и текущую структуру затрат. Вы также можете просмотреть доказательство долгосрочной эксплуатации песочного принтера.
Часто задаваемые вопросы
Всегда ли песчаная форма, напечатанная на 3D-принтере, дешевле обычного инструмента?
Нет. Печать требует меньше инструментов, но увеличивает затраты на станок, материалы и отделочную обработку каждого задания. Малообъемная, сложная и часто меняющаяся работа принесет больше пользы. Простая объемная работа требует долгосрочного сравнения после амортизации инструмента.
При каком объеме традиционная оснастка становится более экономичной?
Не существует универсального количества безубыточности. Это зависит от цены инструмента, скорости формования, объема песка, эффективности раскроя, трудозатрат и ожидаемых доработок. Рассчитайте его для фактического компонента.
Как 3D-печать песком сокращает время выполнения заказа?
Он изготавливает форму или стержень непосредственно на основе 3D-данных и сокращает время проектирования модели и стержневого ящика, а также время обработки и испытаний. Обзор процесса, очистка, отверждение, заливка и проверка все еще остаются.
Какие затраты чаще всего упускаются при расчете рентабельности инвестиций?
К частым упущениям относятся ремонт данных, техническое обслуживание, неиспользованный объем сборки, работа по распушиванию, повреждение при обращении, нанесение покрытия, отверждение и проверка, а также хранение и обслуживание обычных инструментов.
Подходит ли песочная 3D-печать для срочных запчастей?
Это может быть так, когда существуют надежные чертежи или восстанавливаемые 3D-данные, количество ограничено, а время имеет большое значение. Проверка материалов, размеров и литейного производства не может быть пропущена только потому, что заказ срочный.