باستخدام أدوات برنامج 3D Spark، حلل الفريق عوامل مختلفة تؤثر على تكاليف الإنتاج. بعضها خاص بالأجزاء، والبعض الآخر خاص بالعمليات. على سبيل المثال، توجيه الأجزاء لتقليل الدعامات وزيادة مساحة الأسطح القابلة للبناء.
من خلال محاكاة القوى عند المفصلة، ​​يمكن لهذه الأدوات إزالة مواد ذات تأثير ضئيل. هذا يؤدي إلى فقدان 35% من الوزن. كما أن تقليل المواد يعني أوقات طباعة أسرع، مما يقلل التكاليف بشكل أكبر.
بصراحة، ما يفعلونه ليس جديدًا على أي شخص يعمل في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد. من المنطقي ترتيب القطعة بطريقة معقولة. لقد شهدنا إزالة النفايات في الطباعة ثلاثية الأبعاد والتصنيع التقليدي. الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو استخدام أدوات تساعد على أتمتة هذا التحسين. لا نعرف تكلفة البرنامج، ونعتقد أنه ليس موجهًا لسوق الطباعة ثلاثية الأبعاد للهواة. ولكن، نتساءل عما يمكن فعله، ونعتقد أنه مع بعض التشحيم والنمذجة في البرامج المتاحة، يمكن الحصول على نتائج مماثلة.
نظريًا، يُفترض أن تكون أي أداة قادرة على تحليل العناصر المحدودة قادرة على تحديد المادة المراد إزالتها. وقد لاحظنا استخدام شركات صناعة السيارات للطباعة ثلاثية الأبعاد.
من خلال محاكاة القوى عند المفصلة، ​​يمكن لهذه الأدوات إزالة مواد ليس لها تأثير كبير. لستُ مهندسًا، لكنني قرأتُ هذا وفكرتُ في تحليل العناصر المحدودة. ثم رأيتُك في الجملة قبل الأخيرة. ذكرتُ ذلك. بالطبع، شركات صناعة السيارات تفعل ذلك بالفعل. كيف نقارن؟ هل يوفر هذا النموذج قوةً في حالات الطوارئ كما في الاستخدام العادي؟
كل حافة ووادي وشق يتطلب وقتًا للآلة واستهلاكًا للأداة. قد يلزم إجراء بعض التغييرات الإضافية على الأداة، وعند العمل على سطح مختلف، قد يلزم تشغيل الأجزاء وإعادة تركيبها لجعلها في وضع يسمح بتكوين جيوب متعددة - إذا توفرت أداة مناسبة حولها.
أعتقد أنه يمكنك استخدام آلة ذات درجات حرية أكبر لتحويل الجزء إلى أفضل زاوية... ولكن بأي ثمن؟
لا تحتوي الطباعة ثلاثية الأبعاد عادةً على مثل هذه القيود الشكلية، مما يجعل الأجزاء المعقدة سهلة مثل الأجزاء البسيطة.
من ناحية أخرى، تتميز المعالجة التقليدية بالطرح بأن المادة تميل إلى أن تكون متساوية الخواص، ومتساوية القوة في جميع الاتجاهات، وبدون تسطحات داخلية، لا داعي للقلق بشأن ضعف الترابط الناتج عن التلبيد السيئ. كما يمكن استخدام آلة الدرفلة (وهي خطوة غير مكلفة) للحصول على بنية حبيبية جيدة.
جميع طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد لها حدود شكلية، حتى أجزاء من الطباعة ثلاثية الأبعاد. وكما قد تظن، فإن الطبيعة المتجانسة للطباعة ثلاثية الأبعاد لا تُحدث فرقًا كبيرًا. فالآلات والعمليات المستخدمة يوميًا تُعطي نتائج متسقة للغاية.
ومع ذلك، يُعدّ التسعير بحد ذاته تحديًا آخر. ففي صناعة الطيران، يصعب على الطباعة ثلاثية الأبعاد أن تكون تنافسية حقًا.
أعتقد أن صناعة الطيران والفضاء من القطاعات القليلة التي تُبرر فيها تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن. فتكاليف التصنيع الأولية تُمثل جزءًا ضئيلًا من تكلفة منتج الطيران والفضاء، كما أن وزنه بالغ الأهمية، مما يُسهّل استخدامه. وبالمقارنة مع التكاليف الباهظة لضمان جودة الأجزاء المركبة، فإن عملية الطباعة الماهرة وفحص الأبعاد الدقيقة يُمكن أن يُوفرا وفورات حقيقية في التكاليف ويُضفيا أجواءً منعشة.
أوضح مثال على ذلك هو كل ما يُطبع في محركات الصواريخ اليوم. يُمكن التخلص من العديد من نقاط الجودة غير المُرضية في خطوط الأنابيب المُعقدة مع تقليل خسائر خط الإرجاع والوزن. أعتقد أن بعض فوهات المحركات مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد (ربما سوبر دراكو؟). أتذكر بشكل غامض خبرًا عن نوع من الأقواس المعدنية المطبوعة على طائرات بوينغ.
قد تحتوي منتجات مثل أجهزة التشويش الجديدة للبحرية وغيرها من التطورات الجديدة على العديد من الأقواس المطبوعة ثلاثية الأبعاد. وتكمن ميزة الأجزاء المُحسّنة طوبولوجياً في دمج تحليل القوة في عملية التصميم، وارتباط تحليل التعب بها مباشرةً.
مع ذلك، سيستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن تكتسب تقنيات مثل DMLS رواجًا كبيرًا في قطاعي السيارات والتصنيع. فالوزن أقل أهمية بكثير.
أحد التطبيقات التي تُحقق نتائج جيدة هو استخدام مشعبات هيدروليكية/هوائية. تُعدّ القدرة على صنع قنوات وتجويفات منحنية للتغليف بالانكماش مفيدة للغاية. كما أنه، لأغراض الاعتماد، لا يزال يتعين عليك إجراء اختبار إجهاد بنسبة 100%، لذا لا تحتاج إلى عامل أمان كبير (فالإجهاد مرتفع جدًا على أي حال).
تكمن المشكلة في أن العديد من الشركات تتفاخر بامتلاكها طابعات SLM، لكن قلة منها تعرف كيفية استخدامها. تُستخدم هذه الطابعات فقط للنماذج الأولية السريعة، وهي خاملة في معظم الأحيان. ولأن هذا المجال لا يزال جديدًا، فمن المتوقع أن تنخفض قيمة الطابعات بسرعة، ويجب التخلص منها خلال خمس سنوات. هذا يعني أنه على الرغم من أن التكلفة الفعلية قد تكون منخفضة جدًا، إلا أن الحصول على سعر مناسب لعملية إنتاج أمر صعب للغاية.
تعتمد جودة الطباعة أيضًا على الموصلية الحرارية للمادة، مما يعني أن الألومنيوم يميل إلى خلق خشونة سطحية قد تؤدي إلى أداء إجهاد مزعج (وهذا لا يعني أن مشعب السحب يحتاجها إذا كنت تصممه لهذا الغرض). على الرغم من أن TiAlV6 يطبع بشكل ممتاز ويتمتع بخصائص قوة أفضل من الدرجة الأساسية 5، إلا أن الألومنيوم متوفر غالبًا على شكل AlSi10Mg، وهو ليس أقوى سبيكة. T6، على الرغم من أنه مناسب للصب من نفس المادة، إلا أنه غير مناسب لأجزاء SLM. Scalmaloy رائع أيضًا، ولكن من الصعب ترخيصه، وقليلون هم من يقدمونه، ويمكنك أيضًا استخدام Ti بجدران أرق.
تحتاج معظم الشركات أيضًا إلى مبلغ ضخم، و20 عينة، وطفلك الأول لمعالجة القطعة المطبوعة. ورغم أن هذا يشبه عمليًا عمليات الصب الآلية التي استغرقت سنوات طويلة من الجهد والتكلفة الباهظة، إلا أن هذه الشركات تعتقد أن القطع المطبوعة سحرية، ويظن العملاء أن لديهم ثروات طائلة. كما أن الشركات الحاصلة على شهادة AS9100 لا تعاني عادةً من نقص في العمالة، وتستمتع بما تقوم به منذ فترة طويلة، وتعرف أنها قادرة على جني الأرباح منه، دون أن تُتهم بتحطم طائرة.
إذًا، نعم: يمكن لقطاع الطيران والفضاء الاستفادة من قطع غيار SLM، وبعضها يستفيد، لكن خصوصيات هذه الصناعة والشركات التي تقدم هذه الخدمة عالقة في السبعينيات، مما يزيد الأمور صعوبة. التطور الحقيقي الوحيد هو المحرك، حيث أصبحت حاقنات الوقود المطبوعة شائعة. بالنسبة لنا شخصيًا، يُعدّ التنافس على توريد ASML معركة شاقة.
أنبوب عادم للطباعة ثلاثية الأبعاد من الفولاذ المقاوم للصدأ P-51D. https://www.3dmpmag.com/article/?/powder-bed-systems/laser/a-role-in-military-fleet-readiness
من العوامل الأخرى المرتبطة بتكاليف التشغيل إدارة خسائر سائل التبريد الناتجة عن التقشر والتبخر. إضافةً إلى ذلك، يجب معالجة الرقائق. أي تخفيض في عدد الرقائق أثناء الإنتاج الضخم يمكن أن يُحقق وفورات كبيرة.
يُشار إلى هذا عادةً بتصميم الطوبولوجيا، وكما قد تتخيل، فهو مستوى آخر من التحليل يُضاف إلى تحليل العناصر المحدودة. لم يكتسب هذا المستوى رواجًا كبيرًا إلا في السنوات القليلة الماضية مع ازدياد سهولة الوصول إلى أدواته.
عندما ترى اسم Fraunhofer، فهذا يعني أنه حاصل على براءة اختراع وسيتم منع مجتمع المصنعين من استخدامه لفترة طويلة جدًا.
بعبارة أخرى: لقد اخترعنا طريقة جديدة للتأكد من استبدال سيارتك بمجرد انتهاء الضمان.
لا أرى أي صلة بين مفصلات الأبواب الأخف وزناً والمؤامرة الشريرة التي تجعلك ترمي سيارتك بالكامل في سلة المهملات؟
تحليل عمر التعب هو شيء واحد؛ إذا كنت تقوم فقط بتحسين قوة المواد، فسوف ينتهي بك الأمر بجزء لن يعمل.
حتى لو صمموها بشكل متعمد بحيث تكون ضعيفة، فلن تتعب بعد انتهاء الضمان بفترة وجيزة، فهي مجرد مفصلة، ​​لكنها جديدة، ومن غير المرجح أن تضطر إلى التخلص من السيارة بأكملها... ستكون هناك سيارة بديلة أثناء عمر السيارة، لأنها لا تزال جيدة بشكل عام، ولكن هذا الجزء الرخيص/السهل الاستبدال أصبح مهترئًا - لا يوجد شيء جديد في هذا...
في الممارسة العملية، للتأكد من أنها تلبي معايير السلامة وما إلى ذلك، فمن المحتمل أن تتم إعادة تصميمها بشكل كبير، مثل معظم هياكل/أجسام/مقاعد السيارات، بسبب الضغوط التي ستتعرض لها في الاستخدام العادي. . نقطة البيع، ما لم يكن ذلك مطلوبًا بموجب القانون في منطقتك.
إنها مجرد مفصلة، ​​لكنها أيضًا مثال على تصميم قطعة لعمر افتراضي محدد. عند تطبيقها على باقي أجزاء سيارتك، ستتحول إلى سيارة قديمة مع مرور الوقت.
الفضيحة هي نتيجة لحمايتهم المتكررة لبراءات الاختراع (MP3، كما أرى!).
الاقتصاد الأمريكي بأكمله مبني على هذه "الرقاقة". ووفقًا لبعض المعايير، فهو يعمل بكفاءة.
أجرى معهد فراونهوفر الكثير من الأبحاث العلمية، ليس فقط في مجال التطبيقات، بل في مجال الأبحاث الأساسية أيضًا. جميعها مكلفة. إذا أردنا إنجازها دون الحاجة إلى براءات اختراع وتراخيص، فعلينا زيادة التمويل الحكومي. مع التراخيص وبراءات الاختراع، يتحمل سكان الدول الأخرى أيضًا جزءًا من التكلفة، لأنهم يستفيدون أيضًا من التكنولوجيا. علاوة على ذلك، تُعد جميع هذه الدراسات بالغة الأهمية للحفاظ على تنافسية الصناعة.
وفقًا لموقعهم الإلكتروني، يبلغ جزء من ضريبتك حوالي 30% (التمويل الأساسي)، ويأتي الباقي أيضًا من مصادر متاحة لشركات أخرى. يُحتمل أن يكون دخل براءات الاختراع جزءًا من نسبة الـ 70% هذه، لذا إذا لم تُؤخذ هذه النسبة في الاعتبار، فسيكون هناك إما انخفاض في التطوير أو زيادة في الضرائب.
لسببٍ غير معروف، يُحظر استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ في مكونات هيكل السيارة والمحرك وناقل الحركة ونظام التعليق. يُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ فقط في بعض أنابيب العادم باهظة الثمن، وسيكون رديءًا مثل مادة AISI 410 المارتنسيتية. إذا كنت ترغب في عادم جيد ومتين، فعليك استخدام AISI 304/316 بنفسك لصنع شيءٍ مماثل.
لذا، ستُسد جميع الثقوب في هذه الأجزاء بالتراب الرطب، وستبدأ بالصدأ بسرعة كبيرة. ولأن هذه القطعة مصممة لأقل وزن ممكن، فإن أي صدأ سيجعلها ضعيفة جدًا على الفور. ستكون محظوظًا لو كانت هذه القطعة مجرد مفصلة باب، أو دعامة داخلية أو رافعة أقل أهمية. إذا كان لديك أي أجزاء في نظام التعليق أو ناقل الحركة أو ما شابه، فأنت في ورطة كبيرة.
ملاحظة: هل يعرف أحدٌ سيارةً مصنوعةً من الفولاذ المقاوم للصدأ تعرضت للرطوبة وذوبان الجليد والأوساخ في جميع أنحاء هيكلها؟ يُمكن شراء جميع أذرع التعليق، وأغطية مروحة الرادياتير، وما إلى ذلك بأي ثمن. أعرف سيارة ديلوريان، ولكن للأسف، فهي مصنوعةٌ فقط من الفولاذ المقاوم للصدأ، وليس من هيكل السيارة بالكامل أو أي تفاصيل مهمة أخرى.
كنت سأدفع أكثر مقابل سيارة بهيكل/إطار/نظام تعليق/عادم من الفولاذ المقاوم للصدأ، لكن هذا يعني عيبًا في السعر. هذه المادة ليست أغلى فحسب، بل أصعب في التشكيل واللحام أيضًا. أشك في جدوى استخدام كتل ورؤوس محركات من الفولاذ المقاوم للصدأ.
كما أنها شديدة الصلابة. فبمعايير استهلاك الوقود الحالية، لا فائدة من الفولاذ المقاوم للصدأ. وسيستغرق الأمر عقودًا لتعويض تكلفة الكربون لسيارة مصنوعة في معظمها من الفولاذ المقاوم للصدأ لاستعادة مزايا متانة هذه المادة.
لماذا تعتقد ذلك؟ للفولاذ المقاوم للصدأ نفس الكثافة ولكنه أقوى قليلاً (AISI 304 - 8000 كجم/م³ و500 ميجا باسكال، 945 - 7900-8100 كجم/م³ و450 ميجا باسكال). بنفس سُمك الصفيحة، يكون لهيكل الفولاذ المقاوم للصدأ نفس وزن هيكل الفولاذ العادي. ولا تحتاج إلى طلاء، لذا لا حاجة إلى طبقة أساس/طلاء/ورنيش إضافية.
نعم، بعض السيارات مصنوعة من الألومنيوم أو حتى التيتانيوم، ما يجعلها أخف وزنًا، لكنها غالبًا ما تندرج ضمن فئة السيارات الفاخرة، ولا يجد المشترون صعوبة في شراء سيارات جديدة كل عام. إضافةً إلى ذلك، يصدأ الألومنيوم أيضًا، وفي بعض الحالات أسرع من الفولاذ.
ليس من الصعب تشكيل الفولاذ المقاوم للصدأ ولحمه بأي شكل من الأشكال. فهو من أسهل المواد لحامًا، وبفضل ليونته العالية مقارنةً بالفولاذ العادي، يُمكن تشكيله بأشكال أكثر تعقيدًا. ابحث عن الأواني والأحواض وغيرها من قوالب الفولاذ المقاوم للصدأ المتوفرة على نطاق واسع. حوض كبير من الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304 أقل تكلفة بكثير، وهو أكثر تعقيدًا في الشكل من أي رفرف أمامي مُصنَّع من رقائق الفولاذ الرديئة. يمكنك بسهولة تشكيل أجزاء الهيكل باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الجودة في قوالب عادية، وستدوم هذه القوالب لفترة أطول. في الاتحاد السوفيتي، كان بعض العاملين في مصانع السيارات يصنعون أحيانًا أجزاء هيكل من الفولاذ المقاوم للصدأ على معدات المصنع لاستبدال سياراتهم. لا يزال بإمكانك العثور على سيارة فولغا القديمة (GAZ-24) بقاعدة أو صندوق أو أجنحة مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. لكن هذا أصبح مستحيلًا بعد انهيار الاتحاد السوفيتي. لا أعرف لماذا وكيف، والآن لن يوافق أحد على جني أي أموال لك. كما أنني لم أسمع عن تصنيع أجزاء هيكل من الفولاذ المقاوم للصدأ في مصانع غربية أو في دول العالم الثالث. كل ما وجدته كان سيارة جيب من الفولاذ المقاوم للصدأ، ولكن مع الأسف، ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ مُصنّعة يدويًا، وليس في المصنع. هناك أيضًا قصة عن مُحبي سيارة جولف Mk2 من WV يحاولون طلب دفعة من أجنحة الفولاذ المقاوم للصدأ من مُصنّعين آخرين مثل Klokkerholm، الذين عادةً ما يصنعونها من الفولاذ العادي. جميع هؤلاء المُصنّعين قاطعوا أي حديث حول هذا الموضوع فورًا وبوقاحة، حتى عن السعر. لذا، لا يُمكن طلب أي شيء بأي ثمن في هذه المنطقة، حتى بكميات كبيرة.
حسنًا، لهذا السبب لم أذكر المحرك في القائمة. الصدأ ليس المشكلة الرئيسية للمحرك بالتأكيد.
صحيح أن الفولاذ المقاوم للصدأ أغلى ثمنًا، لكن هيكله لا يحتاج إلى طلاء إطلاقًا. فتكلفة طلاء جزء من الهيكل أعلى بكثير من تكلفة الجزء نفسه. وبالتالي، يمكن أن يكون هيكل الفولاذ المقاوم للصدأ أرخص من هيكل صدئ، ويدوم طويلًا تقريبًا. ما عليك سوى استبدال البطانات والوصلات المطاطية البالية في سيارتك ولن تحتاج لشراء سيارة جديدة. وعندما يكون ذلك مناسبًا، يمكنك حتى استبدال المحرك بمحرك أكثر كفاءة أو حتى محركًا كهربائيًا. لا هدر، ولا إزعاج بيئي غير ضروري عند بناء سيارات جديدة أو تشغيل سيارات قديمة. ولكن لسبب ما، لا تُدرج هذه الطريقة الصديقة للبيئة على قوائم خبراء البيئة والمصنّعين.
في أواخر سبعينيات القرن الماضي، صنع حرفيون في الفلبين يدويًا أجزاءً جديدة من هياكل سيارات الجيبني من الفولاذ المقاوم للصدأ. كانت هذه الأجزاء تُصنع في الأصل من سيارات جيب متبقية من الحرب العالمية الثانية والحرب الكورية، ولكن حوالي عام ١٩٧٨، تم الاستغناء عنها تمامًا نظرًا لقدرتها على تمديد الجزء الخلفي لاستيعاب عدد كبير من الركاب. لذلك، اضطروا إلى بناء أجزاء جديدة من الصفر واستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ لحماية الهيكل من الصدأ. وهذا أمرٌ جيد في جزيرة محاطة بالمياه المالحة.
لا يوجد ما يعادل فولاذ HiTen في صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ. هذا أمر بالغ الأهمية للسلامة، تذكروا أول اختبارات EuroNCAP على السيارات الصينية التي لم تستخدم هذا النوع من الفولاذ الخاص. بالنسبة للأجزاء المعقدة، لا شيء يفوق حديد الزهر GS: فهو رخيص الثمن، ذو خصائص صب عالية ومقاومة للصدأ. أما المسمار الأخير في نعشه فهو السعر. الفولاذ المقاوم للصدأ باهظ الثمن حقًا. يستخدمون مثال السيارات الرياضية لسبب وجيه، حيث لا تُهم التكلفة، ولكن بالنسبة لشركة فولكس فاجن، لا يهم على الإطلاق.
من خلال استخدام موقعنا وخدماتنا، فإنك توافق صراحةً على وضع ملفات تعريف الارتباط الخاصة بالأداء والوظائف والإعلانات. تعرف على المزيد