Koristeći alate 3D Spark softvera, tim je analizirao različite faktore koji utiču na troškove proizvodnje. Neki od njih su specifični za dijelove, dok su drugi specifični za procese. Na primjer, orijentišite dijelove kako biste minimizirali nosače i maksimizirali površine za izradu.
Simuliranjem sila na šarki, ovi alati mogu ukloniti materijal koji ima mali učinak. To rezultira gubitkom težine od 35%. Manje materijala također znači brže vrijeme ispisa, što dodatno smanjuje troškove.
Iskreno, ono što rade ne bi trebalo biti novo nikome ko se bavi 3D printanjem. Ima smisla rasporediti dio na razuman način. Vidjeli smo uklanjanje otpadnog materijala u 3D printanju i tradicionalnoj proizvodnji. Najzanimljivije je koristiti alate koji pomažu u automatizaciji ove optimizacije. Ne znamo koliko će softver koštati i pretpostavljamo da nije namijenjen tržištu 3D printanja za hobiste. Ali pitajući se šta se može učiniti, sumnjamo da se uz malo podmazivanja koljena i modeliranja u dostupnom softveru mogu dobiti slični rezultati.
Teoretski, svaki alat koji može izvršiti analizu konačnih elemenata trebao bi biti u stanju odrediti materijal koji treba ukloniti. Primijetili smo da proizvođači automobila koriste 3D printanje.
„Simuliranjem sila na šarki, ovi alati mogu ukloniti materijal koji nema značajan utjecaj. Nisam inženjer, ali sam ovo pročitao i pomislio na analizu konačnih elemenata. Onda sam te vidio u pretposljednjoj rečenici. Spomenuo si to. Naravno da proizvođači automobila to već rade. Da li poredimo kako? Da li ovaj model pruža silu u hitnim slučajevima kao i u normalnoj upotrebi?“
Svaka ivica, udubljenje i zaobljenje zahtijevaju vrijeme rada mašine i trošenje alata. Možda će biti potrebne neke dodatne izmjene alata, a prilikom rada na drugoj površini, dijelovi će možda morati biti mašinski obrađeni i ponovo pričvršćeni kako bi se doveli u orijentaciju koja može napraviti više džepova - ako mogu imati razuman alat sa svih strana.
Mislim da biste mogli koristiti mašinu sa više stepeni slobode da biste okrenuli dio pod najboljim uglom... Ali po koju cijenu?
3D printanje obično nema takva ograničenja oblika, što složene dijelove čini jednako lakim kao i jednostavne.
S druge strane, prednost tradicionalne subtraktivne obrade je u tome što materijal teži da bude izotropan, podjednako je čvrst u bilo kojem smjeru, a bez unutrašnjih ravnih površina, ne morate brinuti o lošem vezivanju zbog lošeg sinterovanja. Također je moguće proći kroz valjaonicu (jeftin korak) kako bi se dobila dobra struktura zrna.
Sve metode 3D printanja imaju ograničenja oblika. Čak i dijelovi SLM-a. Kao što biste mogli pomisliti, izotropna priroda SLM-a nije baš bitna. Mašine i procesi koji se koriste svakodnevno daju vrlo konzistentne rezultate.
Međutim, sama cijena je još jedna zvijer. U vazduhoplovnoj industriji, 3D printanje je teško biti zaista konkurentno.
Rekao bih da je vazduhoplovna industrija jedno od rijetkih područja gdje se troškovi 3D štampanja metala mogu opravdati. Početni troškovi proizvodnje su samo mali dio troškova vazduhoplovnog proizvoda, a težina je toliko važna da je lako pronaći njenu upotrebu. U poređenju sa vrtoglavim troškovima osiguranja kvaliteta kompozitnih dijelova, vješt proces štampanja i kritična inspekcija dimenzija mogu pružiti stvarne uštede troškova i dašak svježeg zraka.
Najočitiji primjer je sve što se danas štampa u raketnim motorima. Možete eliminisati mnoge tačke nezadovoljavajućeg kvaliteta u složenim cjevovodima, a istovremeno smanjiti gubitke i težinu u povratnom vodu. Mislim da su neke mlaznice motora 3D štampane (možda Superdraco?). Slabo se sjećam vijesti o nekoj vrsti štampanog metalnog nosača na Boeingovim avionima.
Proizvodi poput novih ometača mornarice i drugih novih dostignuća mogu imati mnogo 3D printanih nosača. Prednost dijelova optimiziranih topologijom je u tome što je analiza čvrstoće integrirana u proces projektiranja, a analiza zamora direktno povezana s njom.
Međutim, proći će neko vrijeme prije nego što se stvari poput DMLS-a zaista zažive u automobilskoj industriji i proizvodnji. Težina je mnogo manje bitna.
Jedna od primjena gdje dobro funkcionira je u hidrauličnim/pneumatskim razvodnicima. Mogućnost izrade zakrivljenih kanala i šupljina za termoskupljajuću foliju je vrlo korisna. Također, za potrebe certifikacije, i dalje morate provesti 100% test naprezanja, tako da vam nije potreban veliki faktor sigurnosti (naprezanje je ionako prilično visoko).
Problem je što se mnoge kompanije hvale da imaju SLM štampač, ali malo njih zna kako ga koristiti. Ovi štampači se koriste samo za brzu izradu prototipa i većinu vremena su neaktivni. Budući da se ovo još uvijek smatra novim područjem, očekuje se da će se štampači amortizirati kao mlijeko i da će ih trebati odbaciti u roku od 5 godina. To znači da, iako stvarni trošak može biti vrlo nizak, dobiti pristojnu cijenu za proizvodni posao je zaista teško.
Također, kvalitet ispisa ovisi o toplinskoj provodljivosti materijala, što znači da aluminij ima tendenciju stvaranja hrapavosti površine koja može dovesti do iritantnih performansi umora (ne da su razvodniku potrebne ako ga dizajnirate za to). Također, iako se TiAlV6 odlično ispisuje i ima bolja svojstva čvrstoće od osnovnog razreda 5, aluminij je uglavnom dostupan kao AlSi10Mg, što nije najjača legura. T6, iako je pogodan za odljevke istog materijala, nije pogodan za SLM dijelove. Scalmaloy je opet odličan, ali ga je teško licencirati, malo ih ga nudi, a možete koristiti i Ti s tanjim stijenkama.
Većini kompanija je također potrebna ruka i noga, 20 uzoraka i vaše prvo dijete za obradu odštampanog dijela. Iako je funkcionalno u suštini isto kao i mašinski obrađeni odlivci za čije je pravljenje godinama trebalo mnogo novca, oni misle da su odštampani dijelovi magični, a kupci misle da imaju dubok džep. Također, kompanije certificirane po AS9100 standardu uglavnom nemaju manjak poslova i uživaju u onome što rade već dugo vremena i znaju da od toga mogu zaraditi novac i da to mogu raditi bez da budu optuženi za avionsku nesreću.
Dakle, da: vazduhoplovna industrija može imati koristi od SLM dijelova, i neki od njih to i čine, ali idiosinkrazije industrije i kompanija koje pružaju uslugu su zaglavljene u 70-ima, što stvari čini malo težim. Jedini pravi razvoj je motor, gdje su štampani injektori goriva postali uobičajeni. Za nas lično, borba za snabdijevanje ASML-om je teška bitka.
Izduvna cijev za 3D printanje od nehrđajućeg čelika P-51D. https://www.3dmpmag.com/article/?/powder-bed-systems/laser/a-role-in-military-fleet-readiness
Drugi faktori povezani s troškovima obrade su upravljanje gubicima rashladne tekućine zbog ljuštenja i isparavanja. Osim toga, strugotine se moraju obraditi. Svako smanjenje strugotina u masovnoj proizvodnji može rezultirati značajnim uštedama.
Ovo se često naziva dizajn topologije i, kao što možete pretpostaviti, to je još jedan nivo analize pored FEA. Zaista je postao popularan tek u posljednjih nekoliko godina, kako alati postaju dostupniji.
Kad god vidite ime Fraunhofer, to znači da je patentirano i zajednici proizvođača će biti zabranjeno njegovo korištenje jako dugo vremena.
Drugim riječima: izmislili smo novi način da vam osiguramo zamjenu automobila čim vam istekne garancija.
Ne vidim vezu između šarki za lakša vrata i zle zavjere koja te tjera da baciš cijeli auto u smeće?
Analiza vijeka trajanja pod zamorom je jedna stvar; ako optimizirate samo čvrstoću materijala, završit ćete s dijelom koji neće raditi.
Čak i da su ga namjerno tako oslabili, neće se brzo umoriti nakon isteka garancije, to je samo šarka, ali je nova, i malo je vjerovatno da ćete morati baciti cijeli auto... biće zamjenskog automobila tokom njegovog životnog vijeka, jer je generalno još uvijek dobar, ali taj jeftin/laki zamjenski dio se istrošio - ništa novo u vezi s tim...
U praksi, kako bi se osiguralo da ispunjava sigurnosne standarde itd., vjerovatno se i dalje znatno redizajnira, kao i većina okvira/karoserija/sjedišta automobila, zbog opterećenja koja će iskusiti u normalnoj upotrebi... na prodajnom mjestu, osim ako to nije zakonom propisano u vašem području.
„To je samo šarka“, ali je ujedno i primjer dizajniranja dijela za određeni vijek trajanja. Kada se primijeni na ostatak vašeg automobila, vaš automobil će se s vremenom pretvoriti u krntiju.
Skandal je rezultat njihove česte (MP3, vidim!) zaštite patenata.
Čitava američka ekonomija je izgrađena na takvom "čipu". Po nekim standardima, funkcioniše :-/.
Fraunhofer se bavio mnogim naučnim radom. Ne samo primijenjenim, već i fundamentalnim istraživanjima. Sve to košta novca. Ako želite to raditi bez patenata i licenci, morate im dati više državnog finansiranja. S licencama i patentima, ljudi u drugim zemljama također snose dio troškova jer i oni imaju koristi od tehnologije. Osim toga, sve ove studije su vrlo važne za održavanje konkurentnosti industrije.
Prema njihovoj web stranici, dio vašeg poreza je oko 30% (Grundfinanzierung), ostatak također dolazi iz izvora dostupnih drugim kompanijama. Prihod od patenata je vjerovatno dio tih 70%, tako da ako to ne uzmete u obzir, bit će ili manje razvoja ili više poreza.
Iz nekog nepoznatog razloga, nehrđajući čelik je zabranjen i nepopularan za komponente karoserije, motora, mjenjača i ovjesa. Nehrđajući čelik se može naći samo u nekim skupim auspuhovima, bit će smeće poput martenzitnog AISI 410, ako želite dobar, izdržljiv auspuh, morat ćete sami koristiti AISI 304/316 da biste napravili nešto takvo.
Dakle, sve rupe u takvim dijelovima će se na kraju začepiti mokrom zemljom i dijelovi će vrlo brzo početi hrđati. Budući da je dio dizajniran za najmanju moguću težinu, svaka hrđa će ga odmah učiniti preslabim za posao. Imali biste sreće ako bi taj dio bio samo šarka na vratima ili neka manje važna unutrašnja potpora ili poluga. Ako imate bilo kakve dijelove ovjesa, dijelove mjenjača ili nešto slično, u velikoj ste nevolji.
PS: Zna li iko za automobil od nehrđajućeg čelika koji je bio izložen vlazi, odmrzavanju i prljavštini po cijeloj karoseriji i većem dijelu? Sve spone ovjesa, kućišta ventilatora hladnjaka itd. mogu se kupiti po bilo kojoj cijeni. Znam za DeLorean, ali nažalost on ima samo vanjske panele od nehrđajućeg čelika, a ne cijelu strukturu karoserije i ostale važne detalje.
Platio bih više za auto sa karoserijom/ramom/ovjesom/ispušnim sistemom od nehrđajućeg čelika, ali to znači cjenovni nedostatak. Materijal nije samo skuplji, već je i teži za oblikovanje i zavarivanje. Sumnjam da blokovi motora i glave od nehrđajućeg čelika imaju ikakvog smisla.
Također je vrlo teško. Prema današnjim standardima ekonomičnosti goriva, nehrđajući čelik nema nikakve koristi. Trebat će decenije da se nadoknadi trošak ugljika automobila napravljenog uglavnom od nehrđajućeg čelika kako bi se povratile prednosti izdržljivosti materijala.
Zašto tako mislite? Nehrđajući čelik ima istu gustoću, ali je nešto jači. (AISI 304 – 8000 kg/m^3 i 500 MPa, 945 – 7900-8100 kg/m^3 i 450 MPa). S istom debljinom lima, kućište od nehrđajućeg čelika ima istu težinu kao i kućište od normalnog čelika. I ne morate ih farbati, tako da nema dodatnog temeljnog premaza/boje/laka.
Da, neki automobili su napravljeni od aluminija ili čak titana, pa su lakši, ali su uglavnom u segmentu više klase i kupci nemaju problema s kupovinom novih automobila svake godine. Osim toga, aluminij također hrđa, u nekim slučajevima čak i brže od čelika.
Nehrđajući čelik ni na koji način nije teži za oblikovanje i zavarivanje. Jedan je od najlakših materijala za zavarivanje, a zbog svoje veće duktilnosti od običnog čelika, može se oblikovati u složenije oblike. Potražite lonce, sudopere i druge dijelove od nehrđajućeg čelika koji su široko dostupni. Veliki sudoper od nehrđajućeg čelika AISI 304 košta mnogo manje i složenijeg je oblika od bilo kojeg prednjeg blatobrana izrađenog od te jadne čelične folije. Dijelove karoserije možete lako oblikovati koristeći visokokvalitetni nehrđajući čelik na običnim kalupima, a kalupi će duže trajati. U Sovjetskom Savezu, neki ljudi koji su radili u tvornicama automobila ponekad su pravili dijelove karoserije od nehrđajućeg čelika na fabričkoj opremi kako bi zamijenili svoje automobile. Još uvijek možete pronaći staru Volgu (GAZ-24) sa dnom, prtljažnikom ili krilima od nehrđajućeg čelika. Ali to je postalo nemoguće nakon raspada Sovjetskog Saveza. Ne znam zašto i kako, a sada niko neće pristati da zaradi novac za vas. Također nisam čuo da se dijelovi karoserije od nehrđajućeg čelika prave u zapadnim ili tvornicama trećeg svijeta. Sve što sam mogao pronaći bio je džip od nehrđajućeg čelika, ali, ČUVAJTE, paneli od nehrđajućeg čelika su reproducirani ručno, a ne fabrički. Postoji i priča o fanovima WV Golfa Mk2 koji su pokušali naručiti seriju blatobrana od nehrđajućeg čelika od proizvođača rezervnih dijelova poput Klokkerholma, koji ih obično prave od običnog čelika. Svi ovi proizvođači su odmah i grubo prekinuli svaki razgovor o ovoj temi, a da ne govorimo čak ni o cijeni. Dakle, u ovom području ne možete ništa naručiti ni za kakav novac, čak ni na veliko.
Slažem se, zato nisam spomenuo motor na listi. Hrđa definitivno nije glavni problem motora.
Nehrđajući čelik je skuplji, da, ali kućište od nehrđajućeg čelika uopće ne treba farbati. Cijena farbanog dijela karoserije je mnogo veća od samog dijela. Stoga, kućište od nehrđajućeg čelika može biti jeftinije od zahrđalog i trajat će gotovo vječno. Jednostavno zamijenite istrošene gumene čahure i zglobove na svom vozilu i nećete morati kupiti novi automobil. Kada to ima smisla, možete čak i motor zamijeniti nečim efikasnijim ili čak električnim. Nema otpada, nema nepotrebnog narušavanja okoliša prilikom izrade novih automobila ili korištenja starih. Ali iz nekog razloga, ova ekološki prihvatljiva metoda uopće nije na listama ekologa i proizvođača.
Krajem 1970-ih, majstori na Filipinima ručno su izrađivali nove dijelove karoserije od nehrđajućeg čelika za Jeepney. Izvorno su pravljene od džipova preostalih iz Drugog svjetskog rata i Korejskog rata, ali oko 1978. godine svi su ukinuti jer su mogli rastegnuti zadnji dio kako bi primili mnogo putnika. Tako da su morali napraviti nove od nule i koristiti nehrđajući čelik kako bi spriječili hrđanje karoserije. Na ostrvu okruženom slanom vodom, ovo je dobro.
Nehrđajući čelik nema materijal ekvivalentan HiTen čeliku. Ovo je ključno za sigurnost, sjetite se prvih euroNCAP testova na kineskim automobilima koji nisu koristili ovu vrstu specijalnog čelika. Za složene dijelove, ništa ne može nadmašiti GS liveno gvožđe: jeftino, sa visokim svojstvima lijevanja i otpornošću na hrđu. Posljednji ekser u kovčegu je cijena. Nehrđajući čelik je zaista skup. Koriste primjer sportskog automobila s dobrim razlogom gdje cijena nije bitna, ali za VW nikako.
Korištenjem naše web stranice i usluga, izričito pristajete na postavljanje naših kolačića za performanse, funkcionalnost i oglašavanje. Saznajte više