Usando as ferramentas do software 3D Spark, o equipo analizou varios factores que afectan aos custos de produción. Algúns deles son específicos das pezas, mentres que outros son específicos dos procesos. Por exemplo, orientar as pezas para minimizar os soportes e maximizar as superficies edificables.
Ao simular forzas nunha bisagra, estas ferramentas poden eliminar material que ten pouco efecto. Isto resulta nunha perda de peso do 35 %. Menos material tamén significa tempos de impresión máis rápidos, o que reduce aínda máis os custos.
Para ser sinceros, o que están a facer non debería ser novo para ninguén involucrado na impresión 3D. Ten sentido organizar a peza dun xeito razoable. Vimos como se eliminaban residuos na impresión 3D e na fabricación tradicional. O máis interesante é usar ferramentas que axuden a automatizar esta optimización. Non sabemos canto custará o software e supoñemos que non está dirixido ao mercado afeccionado da impresión 3D. Pero preguntándonos que se pode facer, sospeitamos que con algo de lubricación de xeonllos e modelado no software dispoñible, pódense obter resultados similares.
En teoría, calquera ferramenta que poida realizar análises de elementos finitos debería ser capaz de determinar o material que se vai eliminar. Observamos que os fabricantes de automóbiles están a usar a impresión 3D.
"Ao simular forzas na bisagra, estas ferramentas poden eliminar material que non ten un impacto significativo. Non son enxeñeiro, pero lin isto e pensei en Análise de Elementos Finitos. Entón vinte na penúltima frase. Mencioneino. Por suposto, os fabricantes de automóbiles xa o fan. Comparamos como? Este modelo proporciona forza en emerxencias, así como en uso normal?"
Cada aresta, val e filete require tempo de máquina e desgaste das ferramentas. Pode ser necesario realizar algúns cambios adicionais de ferramentas e, ao traballar nunha superficie diferente, pode ser necesario mecanizar e volver colocar as pezas para orientalas de xeito que poidan crear varios petos, se poden ter unha ferramenta razoable ao seu redor.
Creo que poderías usar unha máquina con máis graos de liberdade para xirar a peza ao mellor ángulo... Pero a que custo?
A impresión 3D non adoita ter tales restricións de forma, o que fai que as pezas complexas sexan tan fáciles como as sinxelas.
Por outra banda, a vantaxe do mecanizado subtractivo tradicional é que o material tende a ser isotrópico, é igualmente resistente en calquera dirección e, sen planos internos, non hai que preocuparse por unha mala unión debido a unha mala sinterización. Tamén é posible pasalo por un laminador (un paso económico) para darlle unha boa estrutura de gran.
Todos os métodos de impresión 3D teñen limitacións de forma. Mesmo partes de SLM. Como poderías pensar, a natureza isotrópica de SLM realmente non importa. As máquinas e os procesos que se empregan a diario dan resultados moi consistentes.
Non obstante, o prezo en si mesmo é outra cousa. Na industria aeroespacial, a impresión 3D é difícil de ser realmente competitiva.
Eu diría que a industria aeroespacial é un dos poucos lugares onde se pode xustificar o custo da impresión 3D en metal. Os custos iniciais de fabricación son unha pequena fracción do custo dun produto aeroespacial, e o peso é tan importante que é doado atoparlle un uso. En comparación cos altísimos custos da garantía de calidade das pezas compostas, un proceso de impresión cualificado e unha inspección de dimensións críticas poden proporcionar un aforro de custos real e un sopro de aire fresco.
O exemplo máis obvio é todo o que se imprime hoxe en día nos motores de foguete. Pódense eliminar moitos puntos de calidade insatisfactoria en tubaxes complexas e, ao mesmo tempo, reducir as perdas e o peso nas liñas de retorno. Creo que algunhas boquillas dos motores están impresas en 3D (quizais superdraco?). Lembro vagamente noticias dalgún tipo de soporte metálico impreso en avións de pasaxeiros Boeing.
Produtos como os novos bloqueadores da Armada e outros desenvolvementos recentes poden ter moitos soportes impresos en 3D. A vantaxe das pezas optimizadas por topoloxía é que a análise de resistencia está integrada no proceso de deseño e a análise de fatiga está directamente ligada a ela.
Non obstante, pasará algún tempo antes de que cousas como a DMLS se fagan realmente populares na automoción e na fabricación. O peso importa moito menos.
Unha aplicación onde funciona ben é en colectores hidráulicos/pneumáticos. A capacidade de facer canles e cavidades curvas para envoltura retráctil é moi útil. Ademais, para fins de certificación, aínda hai que facer unha proba de tensión do 100 %, polo que non se necesita un gran factor de seguridade (a tensión é bastante alta de todos os xeitos).
O problema é que moitas empresas presumen de ter unha impresora SLM, pero poucas saben como usala. Estas impresoras só se usan para prototipado rápido e están inactivas a maior parte do tempo. Como esta aínda se considera unha área nova, espérase que as impresoras se deprecien como o leite e deberían ser desmanteladas en 5 anos. Isto significa que, aínda que o custo real pode ser moi baixo, conseguir un prezo decente por un traballo de produción é realmente difícil.
Ademais, a calidade da impresión depende da condutividade térmica do material, o que significa que o aluminio tende a crear unha rugosidade superficial que pode levar a un molesto rendemento de fatiga (non é que un colector os precise se estás a deseñar para iso). Ademais, aínda que o TiAlV6 imprime excelentemente e ten mellores propiedades de resistencia que o grao base 5, o aluminio está dispoñible principalmente como AlSi10Mg, que non é a aliaxe máis forte. O T6, aínda que é axeitado para pezas fundidas do mesmo material, non é axeitado para pezas SLM. O Scalmaloy volve ser xenial, pero é difícil de licenciar, poucos o ofrecen, tamén se pode usar Ti con paredes máis delgadas.
A maioría das empresas tamén precisan un brazo e unha perna, 20 mostras e o teu primeiro fillo para procesar a peza impresa. Aínda que funcionalmente é esencialmente o mesmo que as pezas fundidas mecanizadas que tardaron burros e peniques en fabricarse durante anos, pensan que as pezas impresas son maxia e os clientes pensan que teñen petos cheos. Ademais, as empresas certificadas pola AS9100 xeralmente non carecen de traballo e gozan facendo o que levan facendo durante moito tempo e saben que poden gañar cartos con iso e que poden facelo sen ser acusadas dun accidente aéreo.
Entón si: a industria aeroespacial pode beneficiarse das pezas SLM, e algunhas delas si, pero as idiosincrasias da industria e as empresas que prestan o servizo están estancadas nos anos 70, o que dificulta un pouco as cousas. O único desenvolvemento real é o motor, onde os inxectores de combustible impresos se converteron en algo común. Para nós persoalmente, a loita polo subministro con ASML é unha batalla difícil.
Tubo de escape para impresión 3D en aceiro inoxidable P-51D. https://www.3dmpmag.com/article/?/powder-bed-systems/laser/a-role-in-military-fleet-readiness
Outros factores asociados cos custos de mecanizado son a xestión das perdas de refrixerante debido ao desconchado e á evaporación. Ademais, as virutas deben ser procesadas. Calquera redución de virutas na produción en masa pode supoñer un aforro substancial.
Isto adoita denominarse deseño topolóxico e, como podedes adiviñar, é outro nivel de análise ademais do método dos elementos finitos. Só se popularizou de verdade nos últimos anos, a medida que as ferramentas se volven máis accesibles.
Sempre que vexas o nome Fraunhofer, está patentado e a comunidade de fabricantes terá prohibido usalo durante moito tempo.
Noutras palabras: inventamos unha nova forma de garantir que che substitúan o coche en canto remate a garantía.
Non vexo a conexión entre unhas bisagras de porta máis lixeiras e unha conspiración malvada que che fai tirar o coche enteiro ao lixo?
A análise da vida útil á fatiga é unha cousa; se só optimizas a resistencia do material, acabarás cunha peza que non funcionará.
Mesmo se o deseñaron para debilitalo deliberadamente, non se cansará pouco despois do final da garantía, é só unha bisagra, pero é novo, e é pouco probable que teñas que tirar o coche enteiro... haberá un coche de substitución durante a vida útil do coche, porque en xeral aínda está en bo estado, pero esa peza de substitución barata/fácil está gastada; nada novo niso...
Na práctica, para garantir que cumpre as normas de seguridade etc., probablemente aínda estea fortemente redeseñado, como a maioría dos chasis/carrozarías/asentos de automóbiles, debido ás tensións ás que se somete no uso normal. . punto de venda, a non ser que a lei o esixa na súa zona.
«É só unha bisagra», pero tamén é un exemplo de como deseñar unha peza para unha vida útil específica. Cando se aplica ao resto do coche, este converterase nun cacharro co paso do tempo.
O escándalo é o resultado da súa frecuente protección por patentes (MP3, xa vexo!).
Toda a economía dos Estados Unidos está construída sobre un "chip" deste tipo. Segundo algúns estándares, funciona :-/.
Fraunhofer fixo moita ciencia. Non só investigación aplicada, senón tamén fundamental. Todo custa cartos. Se queres facelo sen patentes nin licenzas, necesitas darlles máis financiamento gobernamental. Coas licenzas e as patentes, a xente doutros países tamén asume parte do custo porque tamén se benefician da tecnoloxía. Ademais, todos estes estudos son moi importantes para manter a competitividade da industria.
Segundo o seu sitio web, parte dos impostos é de arredor do 30 % (Grundfinanzierung), o resto tamén provén de fontes dispoñibles para outras empresas. Os ingresos por patentes probablemente formen parte dese 70 %, polo que se non o tes en conta, haberá menos desenvolvemento ou máis impostos.
Por algunha razón descoñecida, o aceiro inoxidable está prohibido e impopular para compoñentes de carrozaría, motor, transmisión e suspensión. O aceiro inoxidable só se pode atopar nalgúns tubos de escape caros, será unha porcallada como o AISI 410 martensítico. Se queres un escape bo e duradeiro, terás que usar AISI 304/316 para fabricar algo así.
Así que todos os buratos desas pezas acabarán por atascarse con terra mollada e as pezas comezarán a oxidarse moi rápido. Dado que a peza está deseñada para o menor peso posible, calquera ferruxe fará que sexa inmediatamente demasiado débil para o traballo. Terías sorte se esa peza fose só unha bisagra de porta ou algún soporte ou palanca interno menos importante. Se tes algunha peza de suspensión, pezas de transmisión ou algo así, estás en graves problemas.
PD: Alguén coñece algún coche de aceiro inoxidable que estivese exposto á humidade, á desconxelación e á sucidade por toda a carrozaría e na maior parte dela? Todos os brazos de suspensión, as carcasas do ventilador do radiador, etc. pódense mercar a calquera prezo. Sei do DeLorean, pero por desgraza só ten paneis exteriores de aceiro inoxidable e non toda a estrutura da carrozaría nin outros detalles importantes.
Pagaría máis por un coche cunha carrozaría/chasis/suspensión/sistema de escape de aceiro inoxidable, pero iso supón unha desvantaxe no prezo. O material non só é máis caro, senón tamén máis difícil de moldear e soldar. Dubido que os bloques e as culatas do motor de aceiro inoxidable teñan sentido.
Tamén é moi difícil. Segundo os estándares actuais de consumo de combustible, o aceiro inoxidable non ofrece ningunha vantaxe. Levará décadas compensar o custo en carbono dun coche feito principalmente de aceiro inoxidable para recuperar as vantaxes de durabilidade do material.
Por que cres iso? O aceiro inoxidable ten a mesma densidade pero é lixeiramente máis forte. (AISI 304 – 8000 kg/m^3 e 500 MPa, 945 – 7900-8100 kg/m^3 e 450 MPa). Co mesmo grosor de chapa, un corpo de aceiro inoxidable ten o mesmo peso que un corpo de aceiro normal. E non necesitas pintalos, polo que non hai imprimación/pintura/barniz adicional.
Si, algúns coches están feitos de aluminio ou mesmo de titanio, polo que son máis lixeiros, pero atópanse principalmente no segmento de mercado de gama alta e os compradores non teñen problema en mercar coches novos cada ano. Ademais, o aluminio tamén se oxida, nalgúns casos incluso máis rápido que o aceiro.
O aceiro inoxidable non é en absoluto máis difícil de moldear e soldar. É un dos materiais máis fáciles de soldar e, debido á súa maior ductilidade que o aceiro normal, pódese moldear en formas máis complexas. Busca potas, pías e outras pezas estampadas de aceiro inoxidable que estean amplamente dispoñibles. Unha pía grande de aceiro inoxidable AISI 304 custa moito menos e ten unha forma máis complexa que calquera garda-lamas dianteiro estampado con esa pobre lámina de aceiro. Podes formar facilmente pezas da carrozaría usando aceiro inoxidable de alta calidade en moldes normais e os moldes durarán máis. Na Unión Soviética, algunhas persoas que traballaban en fábricas de automóbiles ás veces fabricaban pezas da carrozaría de aceiro inoxidable en equipos de fábrica para substituír os seus coches. Aínda podes atopar o antigo Volga (GAZ-24) cun fondo, maleteiro ou ás feitas de aceiro inoxidable. Pero isto volveuse imposible despois do colapso da Unión Soviética. Non sei por que nin como, e agora ninguén aceptará gañar cartos por ti. Tampouco oín falar de pezas da carrozaría de aceiro inoxidable que se fabriquen en fábricas occidentais ou do terceiro mundo. Todo o que puiden atopar foi un jeep de aceiro inoxidable, pero, polo que sei, os paneis de aceiro inoxidable foron reproducidos a man, non de fábrica. Tamén hai unha historia de afeccionados ao Golf Mk2 de WV que intentaron pedir un lote de parafangos de aceiro inoxidable a fabricantes de posvenda como Klokkerholm, que normalmente os fabrican de aceiro puro. Todos estes fabricantes cortaron de inmediato e groseiramente calquera conversa sobre este tema, sen sequera falar do prezo. Polo tanto, non se pode pedir nada por cartos neste eido, nin sequera a granel.
De acordo, por iso non mencionei o motor na lista. A ferruxe definitivamente non é o principal problema do motor.
O aceiro inoxidable é máis caro, si, pero a carcasa de aceiro inoxidable non precisa ser pintada en absoluto. O custo dunha peza da carrocería pintada é moito maior que a propia peza. Polo tanto, unha carcasa de aceiro inoxidable pode ser máis barata que unha oxidada e durará case para sempre. Simplemente substitúa os casquillos e xuntas de goma desgastados do seu vehículo e non terá que mercar un coche novo. Cando ten sentido, pode incluso substituír o motor por algo máis eficiente ou incluso eléctrico. Sen desperdicio, sen alteracións ambientais innecesarias ao construír coches novos ou usar outros antigos. Pero por algunha razón, este método ecolóxico non está en absoluto nas listas de ecoloxistas e fabricantes.
A finais da década de 1970, os artesáns de Filipinas fabricaron a man novas pezas de aceiro inoxidable para a carrozaría dos jeepneys. Orixinalmente construíanse a partir de jeeps que sobraban da Segunda Guerra Mundial e da Guerra de Corea, pero arredor de 1978 quedaron todas sen usar porque podían estirar a parte traseira para acomodar a moitos pasaxeiros. Polo tanto, tiveron que construír unhas novas desde cero e usar aceiro inoxidable para evitar que a carrozaría se oxidase. Nunha illa rodeada de auga salgada, isto é bo.
A chapa de aceiro inoxidable non ten ningún material equivalente ao aceiro HiTen. Isto é fundamental para a seguridade; lembremos as primeiras probas de EuroNCAP en coches chineses que non empregaban este tipo de aceiro especial. Para pezas complexas, nada supera o ferro fundido GS: económico, con altas propiedades de fundición e resistencia á ferruxe. O cravo final no cadaleito é o prezo. O aceiro inoxidable é realmente caro. Usan o exemplo dun coche deportivo por unha boa razón onde o custo non importa, pero para VW de ningún xeito.
Ao usar o noso sitio web e os nosos servizos, vostede acepta expresamente a colocación das nosas cookies de rendemento, funcionalidade e publicidade. Máis información