Tým pomocí nástrojů softwaru 3D Spark analyzoval různé faktory, které ovlivňují výrobní náklady. Některé z nich jsou specifické pro jednotlivé díly, zatímco jiné jsou specifické pro procesy. Například orientace dílů tak, aby se minimalizovaly podpěry a maximalizovaly sestavitelné plochy.
Simulací sil v pantu mohou tyto nástroje odstranit materiál, který má malý účinek. To vede k 35% úbytku hmotnosti. Méně materiálu také znamená rychlejší tiskové časy, což dále snižuje náklady.
Abych byl upřímný, to, co dělají, by nemělo být pro nikoho, kdo se zabývá 3D tiskem, novinkou. Dává smysl uspořádat součást rozumným způsobem. Viděli jsme, jak se při 3D tisku i tradiční výrobě odstraňoval odpadní materiál. Nejzajímavější je použití nástrojů, které pomáhají tuto optimalizaci automatizovat. Nevíme, kolik bude software stát, a hádáme, že není zaměřen na trh s 3D tiskem pro amatéry. Ale když se zamyslíme, co se s tím dá dělat, máme podezření, že s trochou mazání kolen a modelování v dostupném softwaru lze dosáhnout podobných výsledků.
Teoreticky by měl být jakýkoli nástroj, který dokáže provádět analýzu konečných prvků, schopen určit materiál, který má být odstraněn. Všimli jsme si, že automobilky používají 3D tisk.
„Simulací sil v pantu mohou tyto nástroje odstranit materiál, který nemá významný dopad. Nejsem inženýr, ale četl jsem to a napadlo mě, že je to metoda konečných prvků. Pak jsem vás viděl v předposlední větě. Zmínil jsem se o tom. Samozřejmě, že to automobilky už dělají. Máme porovnávat jak? Poskytuje tento model sílu v nouzových i běžných podmínkách?“
Každá hrana, úžlabí a zaoblení vyžaduje čas obrábění a opotřebení nástroje. Mohou být nutné některé další výměny nástrojů a při práci na jiném povrchu může být nutné díly obrábět a znovu upevnit, aby se dostaly do orientace, která umožňuje vytvoření více kapes – pokud mohou mít po celém obvodu dostatečný nástroj.
Myslím, že by se dal použít stroj s více stupni volnosti, aby se součástka natočila do nejlepšího úhlu… Ale za jakou cenu?
3D tisk obvykle nemá žádná taková tvarová omezení, takže složité díly jsou stejně snadné jako ty jednoduché.
Na druhou stranu, výhodou tradičního subtraktivního obrábění je, že materiál bývá izotropní, je stejně pevný v jakémkoli směru a bez vnitřních plošek se nemusíte obávat špatného spojení v důsledku špatného slinování. Je také možné projít válcovací stolicí (levný krok), aby se dosáhlo dobré struktury zrna.
Všechny metody 3D tisku mají tvarová omezení. Dokonce i části SLM. Jak si možná myslíte, izotropní povaha SLM ve skutečnosti nehraje roli. Stroje a procesy používané denně poskytují velmi konzistentní výsledky.
Samotná cena je však dalším problémem. V leteckém průmyslu je těžké být 3D tiskem skutečně konkurenceschopný.
Řekl bych, že letecký průmysl je jedním z mála míst, kde lze náklady na 3D tisk kovů ospravedlnit. Počáteční výrobní náklady tvoří nepatrný zlomek ceny leteckého produktu a hmotnost je tak důležitá, že je snadné pro ni najít využití. Ve srovnání s závratnými náklady na zajištění kvality kompozitních dílů může odborný tiskový proces a kontrola kritických rozměrů poskytnout skutečné úspory nákladů a vnést do děje svěží vítr.
Nejzřetelnějším příkladem je vše, co se dnes tiskne v raketových motorech. V komplexních potrubích lze eliminovat mnoho bodů neuspokojivé kvality a zároveň snížit ztráty a hmotnost ve zpětném potrubí. Myslím, že některé trysky motorů jsou vytištěny 3D tiskárnou (možná Superdraco?). Matně si vzpomínám na zprávy o jakémsi tištěném kovovém držáku na dopravních letadlech Boeing.
Produkty, jako jsou nové rušičky námořnictva a další novinky, mohou mít mnoho 3D tištěných konzol. Výhodou topologicky optimalizovaných dílů je, že pevnostní analýza je integrována do procesu návrhu a únavová analýza je s ní přímo propojena.
Než se však věci jako DMLS skutečně uchytí v automobilovém průmyslu a výrobě, bude to ještě nějakou dobu trvat. Hmotnost už tak nehraje roli.
Jednou z aplikací, kde to funguje dobře, jsou hydraulické/pneumatické rozdělovače. Možnost vytvářet zakřivené kanály a dutiny pro smršťovací fólii je velmi užitečná. Pro účely certifikace je také nutné provést 100% zátěžový test, takže nepotřebujete velký bezpečnostní faktor (napětí je stejně docela vysoké).
Problém je v tom, že mnoho firem se chlubí SLM tiskárnou, ale jen málo z nich ví, jak ji používat. Tyto tiskárny se používají pouze pro rychlé prototypování a většinou jsou nečinné. Vzhledem k tomu, že se stále jedná o novou oblast, očekává se, že se tiskárny znehodnotí jako mléko a měly by být do 5 let vyřazeny. To znamená, že i když skutečné náklady mohou být velmi nízké, získat slušnou cenu za produkční zakázku je opravdu obtížné.
Kvalita tisku také závisí na tepelné vodivosti materiálu, což znamená, že hliník má tendenci vytvářet drsnost povrchu, která může vést k nepříjemným únavovým vlastnostem (ne že by je rozdělovač potřeboval, pokud pro to navrhujete). Ačkoli se TiAlV6 tiskne výborně a má lepší pevnostní vlastnosti než základní třída 5, hliník je většinou k dispozici jako AlSi10Mg, což není nejpevnější slitina. T6, i když je vhodný pro odlitky ze stejného materiálu, není vhodný pro díly SLM. Scalmaloy je opět skvělý, ale je těžké ho licencovat, jen málokdo ho nabízí, můžete také použít Ti s tenčími stěnami.
Většina firem také potřebuje pomocníka, 20 vzorků a vaše první dítě, které zpracuje tištěný díl. Funkčně je to sice v podstatě stejné jako obráběné odlitky, jejichž výroba trvala roky, ale firmy si myslí, že tištěné díly jsou magie, a zákazníci si myslí, že mají hluboko do kapsy. Společnosti s certifikací AS9100 také obecně nemají nouzi o zakázky a rády dělají to, co dělají už dlouho, a vědí, že na tom mohou vydělat peníze, aniž by byly obviněny z letecké havárie.
Takže ano: letecký průmysl může z dílů SLM těžit a některé z nich to i dělají, ale zvláštnosti odvětví a společností, které tyto služby poskytují, uvízly v 70. letech, což věci trochu komplikuje. Jediným skutečným vývojem je motor, kde se tištěné vstřikovače paliva staly běžnou součástí. Pro nás osobně je boj o dodávky ASML těžký boj.
Výfukové potrubí pro 3D tisk z nerezové oceli P-51D. https://www.3dmpmag.com/article/?/powder-bed-systems/laser/a-role-in-military-fleet-readiness
Dalšími faktory spojenými s náklady na obrábění jsou řízení ztrát chladicí kapaliny v důsledku odlupování a odpařování. Kromě toho je nutné třísky zpracovávat. Jakékoli snížení množství třísek v hromadné výrobě může vést k podstatným úsporám.
Tomu se často říká návrh topologie a jak asi tušíte, jedná se o další úroveň analýzy nad rámec metody konečných prvků (FEA). Opravdu se to rozšířilo až v posledních několika letech, kdy se nástroje staly dostupnějšími.
Kdykoli uvidíte jméno Fraunhofer, je patentované a komunita tvůrců bude mít po velmi dlouhou dobu zakázáno ho používat.
Jinými slovy: vynalezli jsme nový způsob, jak zajistit, abyste si nechali vyměnit auto, jakmile vám vyprší záruka.
Nevidím souvislost mezi lehčími panty dveří a zlým spiknutím, které vás donutí vyhodit celé auto do koše?
Analýza únavové životnosti je jedna věc; pokud optimalizujete pouze pevnost materiálu, skončíte s dílem, který nebude fungovat.
I kdyby to záměrně navrhli tak oslabené, tak se to po skončení záruky brzy neunaví. Je to jen pant, ale je nový a je nepravděpodobné, že byste museli vyhodit celé auto... během životnosti auta se najde náhradní auto, protože celkově je to pořád dobré, ale ten levný/snadno vyměnitelný díl je opotřebovaný - na tom nic nového...
V praxi je pravděpodobně stále výrazně přepracováván, aby se zajistilo splnění bezpečnostních norem atd., stejně jako většina rámů/karoserií/sedadel automobilů, kvůli namáhání, kterému bude vystaven při běžném používání... v místě prodeje, pokud to nevyžaduje zákon ve vaší oblasti.
„Je to jen pant,“ ale je to také příklad navrhování součásti pro konkrétní životnost. Když se to aplikuje na zbytek vašeho auta, vaše auto se časem promění v havarované auto.
Skandál je důsledkem jejich časté (MP3, jak vidím!) patentové ochrany.
Celá americká ekonomika je postavena na takovém „čipu“. Podle některých měřítek to funguje :-/.
Fraunhofer se věnoval velké části vědy. Nejen aplikovanému, ale i základnímu výzkumu. To všechno stojí peníze. Pokud to chcete dělat bez patentů a licencí, musíte jim poskytnout více vládních financí. S licencemi a patenty nesou část nákladů i lidé v jiných zemích, protože i oni z technologie těží. Kromě toho jsou všechny tyto studie velmi důležité pro udržení konkurenceschopnosti odvětví.
Podle jejich webových stránek tvoří část vaší daně kolem 30 % (Grundfinanzierung), zbytek pochází také ze zdrojů dostupných jiným společnostem. Příjmy z patentů jsou pravděpodobně součástí těchto 70 %, takže pokud to nezohledníte, bude buď menší rozvoj, nebo vyšší daně.
Z nějakého neznámého důvodu je nerezová ocel zakázaná a neoblíbená pro karoserii, motor, převodovku a komponenty zavěšení kol. Nerezovou ocel lze nalézt pouze v některých drahých výfukových potrubích, bude to hnus jako martenzitická AISI 410, pokud chcete dobrý a odolný výfuk, budete muset na výrobu něčeho takového použít AISI 304/316.
Takže všechny otvory v takových dílech se nakonec ucpou mokrou hlínou a díly začnou velmi rychle rezivět. Protože je díl navržen pro co nejnižší hmotnost, jakákoli rez ho okamžitě oslabí pro danou práci. Měli byste štěstí, kdyby se jednalo jen o pant dveří nebo nějakou méně důležitou vnitřní výztuhu či páku. Pokud máte nějaké díly zavěšení, převodovky nebo něco podobného, ​​máte velké potíže.
PS: Nevíte někdo o autě z nerezové oceli, které bylo vystaveno vlhkosti, odmrazování a nečistotám po celé karoserii a na většině karoserie? Všechny ramena zavěšení, kryty ventilátorů chladiče atd. se dají koupit za jakoukoli cenu. Vím o DeLoreanu, ale bohužel má z nerezové oceli pouze vnější panely a ne celou konstrukci karoserie a další důležité detaily.
Za auto s karoserií/rámem/zavěšením kol/výfukovým systémem z nerezové oceli bych zaplatil víc, ale to znamená cenovou nevýhodu. Materiál je nejen dražší, ale také se hůře formuje a svařuje. Pochybuji, že bloky motorů a hlavy z nerezové oceli dávají smysl.
Je to také velmi těžké. Podle dnešních standardů spotřeby paliva nerezová ocel nepřináší žádné výhody. Bude trvat celá desetiletí, než se kompenzují náklady na uhlík u automobilu vyrobeného převážně z nerezové oceli, aby se znovu získaly výhody odolnosti materiálu.
Proč si to myslíte? Nerezová ocel má stejnou hustotu, ale je o něco pevnější. (AISI 304 – 8000 kg/m^3 a 500 MPa, 945 – 7900-8100 kg/m^3 a 450 MPa). Při stejné tloušťce plechu má nerezová ocelová karoserie stejnou hmotnost jako běžná ocelová karoserie. A nemusíte je natírat, takže žádný další základní nátěr/barva/lak.
Ano, některá auta jsou vyrobena z hliníku nebo dokonce titanu, takže jsou lehčí, ale většinou se nacházejí v segmentu vyšší třídy a kupující nemají problém si každý rok koupit nová auta. Navíc hliník také rezaví, v některých případech dokonce rychleji než ocel.
Nerezová ocel se v žádném případě nedává hůře tvarovat a svařovat. Je to jeden z nejsnadněji svařitelných materiálů a díky své vyšší tažnosti než běžná ocel ji lze tvarovat do složitějších tvarů. Hledejte hrnce, dřezy a další nerezové výlisky, které jsou široce dostupné. Velký nerezový dřez AISI 304 stojí mnohem méně a má složitější tvar než jakýkoli přední blatník vyražený z té ubohé ocelové fólie. Díly karoserie můžete snadno tvarovat z vysoce kvalitní nerezové oceli na běžných formách a formy vydrží déle. V Sovětském svazu někteří lidé pracující v automobilkách někdy vyráběli díly karoserie z nerezové oceli na továrním vybavení, aby nahradili svá auta. Stále můžete najít starou Volhu (GAZ-24) se dnem, kufrem nebo křídly z nerezové oceli. Ale po rozpadu Sovětského svazu se to stalo nemožným. Nevím proč a jak, a teď už nikdo nesouhlasí s tím, aby za vás vydělal peníze. Také jsem neslyšel o tom, že by se díly karoserie z nerezové oceli vyráběly v západních továrnách nebo továrnách třetího světa. Našel jsem jen nerezový džíp, ale PROSÍM, nerezové panely byly reprodukovány ručně, ne z továrny. Také se vypráví příběh o fanoušcích WV Golfu Mk2, kteří se snažili objednat várku nerezových blatníků od výrobců náhradních dílů, jako je Klokkerholm, kteří je obvykle vyrábějí z obyčejné oceli. Všichni tito výrobci okamžitě a hrubě přerušili jakoukoli debatu na toto téma, o ceně ani nemluvili. Takže si v této oblasti nemůžete nic objednat za žádné peníze, a to ani ve velkém.
Souhlasím, proto jsem se o motoru v seznamu nezmínil. Rez rozhodně není hlavním problémem motoru.
Nerezová ocel je dražší, to ano, ale skříň z nerezové oceli se vůbec nemusí natírat. Cena lakovaného dílu karoserie je mnohem vyšší než samotný díl. Skříň z nerezové oceli tedy může být levnější než zrezivělá a vydrží téměř věčně. Jednoduše vyměňte opotřebované gumové pouzdra a klouby na vašem vozidle a nebudete si muset kupovat nové auto. Pokud to dává smysl, můžete dokonce vyměnit motor za něco účinnějšího nebo dokonce elektrický. Žádný odpad, žádné zbytečné narušování životního prostředí při stavbě nových aut nebo provozu starých. Z nějakého důvodu se však tato ekologická metoda vůbec neobjevuje na seznamech ekologů a výrobců.
Koncem 70. let 20. století filipínští řemeslníci ručně vyráběli nové díly karoserie z nerezové oceli pro vozy Jeepney. Původně se stavěly z džípů, které zbyly z druhé světové a korejské války, ale kolem roku 1978 byly všechny zrušeny, protože se jejich zadní část dala natáhnout a pojmout tak mnoho jezdců. Museli si tedy postavit nové od základu a použít nerezovou ocel, aby karoserie nerezavěla. Na ostrově obklopeném slanou vodou je to dobré.
Nerezový plech nemá žádný materiál ekvivalentní oceli HiTen. To je zásadní pro bezpečnost, vzpomeňte si na první testy euroNCAP na čínských vozech, které tento typ speciální oceli nepoužívaly. Pro složité díly nic nepřekoná litinu GS: levná, s vysokými licími vlastnostmi a odolností proti korozi. Posledním hřebíčkem do rakve je cena. Nerezová ocel je opravdu drahá. Používají k tomu příklad sportovního vozu z dobrého důvodu, kde na ceně nezáleží, ale u VW v žádném případě.
Používáním našich webových stránek a služeb výslovně souhlasíte s umístěním našich výkonnostních, funkčních a reklamních souborů cookie. Více informací