Utilitzant les eines del programari 3D Spark, l'equip va analitzar diversos factors que afecten els costos de producció. Alguns són específics de les peces, mentre que d'altres són específics dels processos. Per exemple, orientar les peces per minimitzar els suports i maximitzar les superfícies edificables.
Simulant forces en una frontissa, aquestes eines poden eliminar material que té poc efecte. Això resulta en una pèrdua de pes del 35%. Menys material també significa temps d'impressió més ràpids, cosa que redueix encara més els costos.
Si he de ser sincer, el que estan fent no hauria de ser nou per a ningú involucrat en la impressió 3D. Té sentit organitzar la peça de manera raonable. Hem vist com s'elimina material residual en la impressió 3D i la fabricació tradicional. El més interessant és utilitzar eines que ajudin a automatitzar aquesta optimització. No sabem quant costarà el programari i suposem que no està dirigit al mercat de la impressió 3D aficionada. Però preguntant-nos què es pot fer, sospitem que amb una mica de lubricació de genolls i modelatge en el programari disponible, es poden obtenir resultats similars.
En teoria, qualsevol eina que pugui realitzar anàlisis d'elements finits hauria de poder determinar el material que s'ha d'eliminar. Hem notat que els fabricants d'automòbils utilitzen la impressió 3D.
«Simulant forces a la frontissa, aquestes eines poden eliminar material que no té un impacte significatiu. No sóc enginyer, però vaig llegir això i vaig pensar en Anàlisi d'Elements Finits. Aleshores et vaig veure a la penúltima frase. Ho he esmentat. Per descomptat, els fabricants d'automòbils ja ho fan. Comparem com? Aquest model proporciona força en emergències, així com en ús normal?»
Cada aresta, vall i filete requereix temps de màquina i desgast de l'eina. Pot ser necessari fer alguns canvis addicionals d'eina i, quan es treballa en una superfície diferent, pot ser necessari mecanitzar i tornar a fixar les peces per orientar-les de manera que puguin crear múltiples butxaques, si poden tenir una eina raonable al voltant.
Crec que es podria utilitzar una màquina amb més graus de llibertat per girar la peça al millor angle... Però a quin cost?
La impressió 3D normalment no té aquestes restriccions de forma, fent que les peces complexes siguin tan fàcils com les simples.
D'altra banda, l'avantatge del mecanitzat subtractiu tradicional és que el material tendeix a ser isotròpic, és igualment resistent en qualsevol direcció i, sense plans interns, no cal preocupar-se per una mala unió a causa d'una mala sinterització. També és possible passar-lo per un laminador (un pas econòmic) per donar-li una bona estructura de gra.
Tots els mètodes d'impressió 3D tenen limitacions de forma. Fins i tot algunes parts de l'SLM. Com podeu pensar, la naturalesa isotròpica de l'SLM no importa realment. Les màquines i els processos que s'utilitzen diàriament donen resultats molt consistents.
Tanmateix, el preu en si mateix és una altra cosa difícil. A la indústria aeroespacial, la impressió 3D és difícil de ser realment competitiva.
Jo diria que la indústria aeroespacial és un dels pocs llocs on es pot justificar el cost de la impressió 3D de metall. Els costos inicials de fabricació són una petita fracció del cost d'un producte aeroespacial, i el pes és tan important que és fàcil trobar-li un ús. En comparació amb els altíssims costos de l'assegurament de la qualitat de les peces compostes, un procés d'impressió qualificat i una inspecció de dimensions crítiques poden proporcionar un estalvi de costos real i un alè d'aire fresc.
L'exemple més evident és tot el que s'imprimeix en els motors de coet avui dia. Es poden eliminar molts punts de qualitat insatisfactòria en canonades complexes alhora que es redueixen les pèrdues i el pes de la línia de retorn. Crec que algunes boquilles de motor estan impreses en 3D (potser superdraco?). Recordo vagament notícies d'algun tipus de suport metàl·lic imprès en avions de passatgers Boeing.
Productes com els nous jammers de la Marina i altres nous desenvolupaments poden tenir molts suports impresos en 3D. L'avantatge de les peces optimitzades per topologia és que l'anàlisi de resistència s'integra en el procés de disseny i l'anàlisi de fatiga hi està directament vinculada.
No obstant això, passarà un temps abans que coses com el DMLS s'aprofitin realment en l'automoció i la indústria manufacturera. El pes importa molt menys.
Una aplicació on funciona bé és en col·lectors hidràulics/pneumàtics. La capacitat de fer canals corbats i cavitats per a embolcall retràctil és molt útil. A més, per a fins de certificació, encara cal fer una prova d'estrès del 100%, de manera que no es necessita un factor de seguretat important (l'estrès és força alt de totes maneres).
El problema és que moltes empreses presumeixen de tenir una impressora SLM, però poques saben com utilitzar-la. Aquestes impressores només s'utilitzen per a la creació ràpida de prototips i estan inactives la major part del temps. Com que encara es considera una àrea nova, s'espera que les impressores es depreciïn com la llet i s'haurien de desballestar en un termini de 5 anys. Això significa que, tot i que el cost real pot ser molt baix, aconseguir un preu decent per una feina de producció és realment difícil.
A més, la qualitat d'impressió depèn de la conductivitat tèrmica del material, cosa que significa que l'alumini tendeix a crear una rugositat superficial que pot provocar un rendiment de fatiga molest (no és que un manifold els necessiti si esteu dissenyant per a això). A més, mentre que el TiAlV6 s'imprimeix excel·lentment i té millors propietats de resistència que el grau base 5, l'alumini està disponible principalment com a AlSi10Mg, que no és l'aliatge més fort. El T6, tot i que és adequat per a peces de fosa del mateix material, no és adequat per a peces SLM. L'Scalmaloy torna a ser excel·lent, però és difícil de llicenciar, pocs l'ofereixen, també es pot utilitzar Ti amb parets més primes.
La majoria d'empreses també necessiten un braç i una cama, 20 mostres i el vostre primer fill per processar la peça impresa. Tot i que funcionalment és essencialment el mateix que les peces de fosa mecanitzades que van costar rucs i cèntims fabricar durant anys, pensen que les peces impreses són màgiques i els clients pensen que tenen la butxaca plena. A més, les empreses amb certificació AS9100 generalment no estan curtes de feina i gaudeixen fent el que han estat fent durant molt de temps i saben que poden guanyar diners amb això i que ho poden fer sense ser acusades d'un accident d'avió.
Així doncs, sí: la indústria aeroespacial es pot beneficiar de les peces SLM, i algunes ho fan, però les idiosincràsies de la indústria i de les empreses que proporcionen el servei estan estancades als anys 70, cosa que dificulta una mica les coses. L'únic desenvolupament real és el motor, on els injectors de combustible impresos s'han convertit en quelcom habitual. Per a nosaltres personalment, la lluita pel subministrament amb ASML és una batalla difícil.
Tub d'escapament per a impressió 3D en acer inoxidable P-51D. https://www.3dmpmag.com/article/?/powder-bed-systems/laser/a-role-in-military-fleet-readiness
Altres factors associats amb els costos de mecanitzat són la gestió de les pèrdues de refrigerant a causa de l'esquerdament i l'evaporació. A més, les encenalls s'han de processar. Qualsevol reducció d'encenalls en la producció en massa pot resultar en un estalvi substancial.
Això sovint es coneix com a disseny topològic i, com podeu endevinar, és un altre nivell d'anàlisi a més del FEA. Només s'ha popularitzat realment en els darrers anys a mesura que les eines es tornen més accessibles.
Sempre que vegeu el nom Fraunhofer, està patentat i la comunitat de fabricants tindrà prohibit utilitzar-lo durant molt de temps.
En altres paraules: hem inventat una nova manera d'assegurar-nos que et reemplaçaran el cotxe tan bon punt s'acabi la garantia.
No veig la connexió entre unes frontisses de portes més lleugeres i una conspiració maligna que et fa llençar tot el cotxe a les escombraries?
L'anàlisi de la vida útil a fatiga és una cosa; si només optimitzeu la resistència del material, acabareu amb una peça que no funcionarà.
Fins i tot si l'han dissenyat deliberadament per afeblir-lo, no es cansarà poc després del final de la garantia, només és una frontissa, però és nou, i és poc probable que hàgiu de llençar tot el cotxe... hi haurà un cotxe de recanvi durant la vida útil del cotxe, perquè en general encara està bé, però aquella peça de recanvi barata/fàcil està desgastada, res de nou en això...
A la pràctica, per assegurar-se que compleix els estàndards de seguretat, etc., probablement encara s'ha de redissenyar en gran mesura, com la majoria de xassís/carrosseries/seients de cotxe, a causa de les tensions que experimentarà en un ús normal. . punt de venda, tret que ho exigeixi la llei de la vostra zona.
«Només és una frontissa», però també és un exemple de com dissenyar una peça per a una vida útil específica. Quan s'aplica a la resta del cotxe, el cotxe es convertirà en un desastre amb el temps.
L'escàndol és el resultat de la seva freqüent protecció per patents (MP3, veig!).
Tota l'economia dels EUA està construïda sobre un "xip" d'aquest tipus. Segons alguns estàndards, funciona :-/.
Fraunhofer va fer molta ciència. No només recerca aplicada, sinó també fonamental. Tot costa diners. Si ho vols fer sense patents ni llicències, cal donar-los més finançament governamental. Amb llicències i patents, la gent d'altres països també assumeix part del cost perquè també es beneficien de la tecnologia. A més, tots aquests estudis són molt importants per mantenir la competitivitat de la indústria.
Segons el seu lloc web, una part dels impostos és d'uns 30% (Grundfinanzierung), i la resta també prové de fonts disponibles per a altres empreses. Els ingressos per patents probablement formen part d'aquest 70%, així que si no ho teniu en compte, hi haurà menys desenvolupament o més impostos.
Per alguna raó desconeguda, l'acer inoxidable està prohibit i impopular per a components de carrosseria, motor, transmissió i suspensió. L'acer inoxidable només es pot trobar en alguns tubs d'escapament cars, serà una porqueria com l'AISI 410 martensític, si voleu un tub d'escapament bo i durador haureu d'utilitzar AISI 304/316 vosaltres mateixos per fer alguna cosa així.
Així doncs, tots els forats d'aquestes peces acabaran obstruint-se amb terra humida i les peces començaran a oxidar-se molt ràpidament. Com que la peça està dissenyada per al pes més baix possible, qualsevol oxidació la farà immediatament massa feble per a la feina. Tindries sort si aquesta peça fos només una frontissa de porta, o algun reforç o palanca interna menys important. Si tens peces de suspensió, peces de transmissió o alguna cosa així, estàs en un gran problema.
PD: Algú coneix algun cotxe d'acer inoxidable que hagi estat exposat a la humitat, el descongelament i la brutícia per tota la carrosseria i la major part? Tots els braços de suspensió, les carcasses del ventilador del radiador, etc. es poden comprar a qualsevol preu. Conec el DeLorean, però malauradament només té panells exteriors d'acer inoxidable i no tota l'estructura de la carrosseria ni altres detalls importants.
Pagaria més per un cotxe amb una carrosseria/xassís/suspensió/sistema d'escapament d'acer inoxidable, però això significa un desavantatge de preu. El material no només és més car, sinó també més difícil de modelar i soldar. Dubto que els blocs i culates de motor d'acer inoxidable tinguin cap sentit.
També és molt difícil. Segons els estàndards actuals de consum de combustible, l'acer inoxidable no té cap benefici. Caldran dècades per compensar el cost de carboni d'un cotxe fet principalment d'acer inoxidable per recuperar els beneficis de durabilitat del material.
Per què ho penses? L'acer inoxidable té la mateixa densitat però és lleugerament més resistent. (AISI 304 – 8000 kg/m^3 i 500 MPa, 945 – 7900-8100 kg/m^3 i 450 MPa). Amb el mateix gruix de xapa, un cos d'acer inoxidable té el mateix pes que un cos d'acer normal. I no cal pintar-los, per tant, no cal imprimació/pintura/vernís addicional.
Sí, alguns cotxes estan fets d'alumini o fins i tot de titani, per la qual cosa són més lleugers, però majoritàriament es troben en el segment de mercat de gamma alta i els compradors no tenen cap problema per comprar cotxes nous cada any. A més, l'alumini també s'oxida, en alguns casos fins i tot més ràpid que l'acer.
L'acer inoxidable no és de cap manera més difícil de modelar i soldar. És un dels materials més fàcils de soldar i, a causa de la seva major ductilitat que l'acer normal, es pot modelar en formes més complexes. Busqueu olles, piques i altres estampats d'acer inoxidable que estiguin àmpliament disponibles. Una pica gran d'acer inoxidable AISI 304 costa molt menys i té una forma més complexa que qualsevol parafang davanter estampat amb aquesta pobre làmina d'acer. Podeu formar fàcilment peces de carrosseria utilitzant acer inoxidable d'alta qualitat en motlles normals i els motlles duraran més. A la Unió Soviètica, algunes persones que treballaven en fàbriques de cotxes de vegades fabricaven peces de carrosseria d'acer inoxidable en equips de fàbrica per substituir els seus cotxes. Encara podeu trobar el vell Volga (GAZ-24) amb un fons, un maleter o ales fets d'acer inoxidable. Però això es va tornar impossible després del col·lapse de la Unió Soviètica. No sé per què ni com, i ara ningú acceptarà guanyar diners per vosaltres. Tampoc he sentit a parlar de peces de carrosseria d'acer inoxidable que es fabriquin en fàbriques occidentals o del tercer món. Tot el que vaig poder trobar va ser un jeep d'acer inoxidable, però pel que fa als panells d'acer inoxidable, els vaig reproduir a mà, no de fàbrica. També hi ha una història d'aficionats al Golf Mk2 de WV que van intentar demanar un lot de parafangs d'acer inoxidable a fabricants de recanvis com Klokkerholm, que normalment els fabriquen d'acer pur. Tots aquests fabricants van tallar immediatament i de manera grollera qualsevol conversa sobre aquest tema, sense ni tan sols parlar del preu. Així que ni tan sols es pot demanar res per diners en aquest àmbit, ni tan sols a l'engròs.
D'acord, per això no he esmentat el motor a la llista. L'òxid definitivament no és el problema principal del motor.
L'acer inoxidable és més car, sí, però la carcassa d'acer inoxidable no necessita ser pintada en absolut. El cost d'una peça de carrosseria pintada és molt més alt que la peça en si. Per tant, una carcassa d'acer inoxidable pot ser més barata que una d'oxidada i durarà gairebé per sempre. Simplement substituïu els casquets i les juntes de goma desgastats del vostre vehicle i no haureu de comprar un cotxe nou. Quan té sentit, fins i tot podeu substituir el motor per alguna cosa més eficient o fins i tot elèctrica. Sense residus, sense alteracions ambientals innecessàries en construir cotxes nous o en fer funcionar de vells. Però per alguna raó, aquest mètode ecològic no figura en absolut a les llistes d'ecologistes i fabricants.
A finals dels anys setanta, uns artesans de les Filipines van fabricar a mà noves peces de carrosseria d'acer inoxidable per als jeepneys. Originalment es van construir a partir de jeeps sobrants de la Segona Guerra Mundial i la Guerra de Corea, però cap al 1978 es van tallar totes perquè podien estirar la part posterior per acomodar molts passatgers. Així que van haver de construir-ne de noves des de zero i utilitzar acer inoxidable per evitar que la carrosseria s'oxidés. En una illa envoltada d'aigua salada, això és bo.
La xapa d'acer inoxidable no té cap material equivalent a l'acer HiTen. Això és fonamental per a la seguretat, recordeu les primeres proves d'EuroNCAP en cotxes xinesos que no utilitzaven aquest tipus d'acer especial. Per a peces complexes, res supera la fosa GS: econòmica, amb altes propietats de fosa i resistència a l'òxid. El clau final al taüt és el preu. L'acer inoxidable és realment car. Utilitzen l'exemple d'un cotxe esportiu per una bona raó on el cost no importa, però per a VW de cap manera.
En utilitzar el nostre lloc web i els nostres serveis, vostè accepta expressament la col·locació de les nostres cookies de rendiment, funcionalitat i publicitat. Més informació