Ved hjelp av verktøyene i 3D Spark-programvaren analyserte teamet ulike faktorer som påvirker produksjonskostnadene. Noen av dem er spesifikke for deler, mens andre er spesifikke for prosesser. For eksempel, orientere deler for å minimere støtter og maksimere byggbare overflater.
Ved å simulere krefter ved et hengsel kan disse verktøyene fjerne materiale som har liten effekt. Dette resulterer i et vekttap på 35 %. Mindre materiale betyr også raskere utskriftstider, noe som reduserer kostnadene ytterligere.
For å være ærlig, burde ikke det de gjør være nytt for noen som er involvert i 3D-printing. Det er fornuftig å arrangere delen på en rimelig måte. Vi har sett avfallsmateriale fjernes i 3D-printing og tradisjonell produksjon. Det mest interessante er å bruke verktøy som bidrar til å automatisere denne optimaliseringen. Vi vet ikke hvor mye programvaren vil koste, og vi antar at den ikke er rettet mot hobbymarkedet for 3D-printing. Men lurer på hva som kan gjøres, mistenker vi at man kan få lignende resultater med litt knesmøring og modellering i tilgjengelig programvare.
I teorien burde ethvert verktøy som kan utføre endelig elementanalyse kunne bestemme materialet som skal fjernes. Vi har lagt merke til at bilprodusenter bruker 3D-printing.
«Ved å simulere krefter ved hengslet kan disse verktøyene fjerne materiale som ikke har en betydelig innvirkning. Jeg er ikke ingeniør, men jeg leste dette og tenkte på Finite Element Analysis. Så så jeg deg i den nest siste setningen. Nevnte det. Selvfølgelig gjør bilprodusenter det allerede. Sammenligner vi hvordan? Gir denne modellen kraft i nødstilfeller så vel som ved normal bruk?»
Hver kant, dal og avrunding krever maskintid og verktøyslitasje. Det kan være nødvendig med noen ekstra verktøybytter, og når man arbeider på en annen overflate, kan det hende at deler må maskineres og festes på nytt for å bringe dem i en retning som kan lage flere lommer – hvis de kan ha et rimelig verktøy rundt hele.
Jeg tror du kunne brukt en maskin med flere frihetsgrader til å dreie delen til den beste vinkelen ... Men til hvilken kostnad?
3D-printing har vanligvis ingen slike formbegrensninger, noe som gjør komplekse deler like enkle som enkle.
På den annen side er fordelen med tradisjonell subtraktiv maskinering at materialet har en tendens til å være isotropisk, det er like sterkt i alle retninger, og uten innvendige flater trenger du ikke bekymre deg for dårlig binding på grunn av dårlig sintring. Det er også mulig å gå gjennom et valseverk (et billig trinn) for å gi det en god kornstruktur.
Alle 3D-printingsmetoder har formbegrensninger. Selv deler av SLM. Som du kanskje tror, ​​spiller den isotropiske naturen til SLM egentlig ingen rolle. Maskinene og prosessene som brukes daglig gir svært konsistente resultater.
Prissettingen i seg selv er imidlertid et annet beist. I luftfartsindustrien er det vanskelig å være virkelig konkurransedyktig med 3D-printing.
Jeg vil si at luftfartsindustrien er et av de få stedene hvor kostnaden for 3D-printing av metall kan rettferdiggjøres. De første produksjonskostnadene er en liten brøkdel av kostnaden for et luftfartsprodukt, og vekt er så viktig at det er lett å finne en bruk for den. Sammenlignet med de skyhøye kostnadene ved kvalitetssikring av komposittdeler, kan en dyktig utskriftsprosess og kritisk dimensjonsinspeksjon gi reelle kostnadsbesparelser og et friskt pust.
Det mest åpenbare eksemplet er alt som skrives ut i rakettmotorer i dag. Man kan eliminere mange punkter med utilfredsstillende kvalitet i komplekse rørledninger samtidig som man reduserer tap og vekt i returledningen. Jeg tror noen motordyser er 3D-printet (superdraco kanskje?). Jeg husker vagt nyheter om en slags trykt metallbrakett på Boeing-passasjerfly.
Produkter som marinens nye jammere og andre nye utviklinger kan ha mange 3D-printede braketter. Fordelen med topologioptimaliserte deler er at styrkeanalyse er integrert i designprosessen og utmattingsanalyse er direkte knyttet til den.
Det vil imidlertid ta litt tid før ting som DMLS virkelig slår an i bilindustrien og produksjonsindustrien. Vekt spiller mye mindre rolle.
En applikasjon der det fungerer bra er i hydrauliske/pneumatiske manifolder. Muligheten til å lage buede kanaler og hulrom for krympeplast er svært nyttig. For sertifiseringsformål må du også fortsatt gjøre en 100 % stresstest, så du trenger ikke en stor sikkerhetsfaktor (spenningen er ganske høy uansett).
Problemet er at mange selskaper skryter av å ha en SLM-skriver, men få vet hvordan de skal bruke den. Disse skriverne brukes kun til rask prototyping og står mesteparten av tiden ubrukt. Siden dette fortsatt regnes som et nytt område, forventes det at skriverne vil bli svekket som melk og bør skrotes innen 5 år. Dette betyr at selv om den faktiske kostnaden kan være svært lav, er det veldig vanskelig å få en anstendig pris for en produksjonsjobb.
Utskriftskvaliteten er også avhengig av materialets varmeledningsevne, noe som betyr at aluminium har en tendens til å skape overflateruhet som kan føre til irriterende utmattingsegenskaper (ikke at en manifold trenger dem hvis du designer for det). Selv om TiAlV6 skriver ut utmerket og har bedre styrkeegenskaper enn basiskvalitet 5, er aluminium hovedsakelig tilgjengelig som AlSi10Mg, som ikke er den sterkeste legeringen. T6, selv om det er egnet for støpegods av samme materiale, er ikke egnet for SLM-deler. Scalmaloy er flott igjen, men vanskelig å lisensiere; få tilbyr det. Du kan også bruke Ti med tynnere vegger.
De fleste selskaper trenger også en arm og et ben, 20 prøver og ditt første barn for å bearbeide den trykte delen. Selv om det funksjonelt sett i hovedsak er det samme som de maskinerte støpegodsene som det tok penger å lage i årevis, tror de at de trykte delene er magiske, og kundene tror de har dype lommer. AS9100-sertifiserte selskaper har generelt ikke mangel på jobber og liker å gjøre det de har gjort lenge, og de vet at de kan tjene penger på det, og at de kan gjøre det uten å bli beskyldt for en flyulykke.
Så ja: luftfartsindustrien kan dra nytte av SLM-deler, og noen av dem gjør det, men særegenhetene til industrien og selskapene som tilbyr tjenesten sitter fast på 70-tallet, noe som gjør ting litt vanskeligere. Den eneste virkelige utviklingen er motoren, hvor trykte drivstoffinjektorer har blitt vanlige. For oss personlig er kampen om forsyninger med ASML en oppoverbakke.
Eksosrør for 3D-printing i rustfritt stål P-51D. https://www.3dmpmag.com/article/?/powder-bed-systems/laser/a-role-in-military-fleet-readiness
Andre faktorer knyttet til maskineringskostnader er håndtering av kjølevæsketap på grunn av avskalling og fordampning. I tillegg må sponene bearbeides. Enhver sponreduksjon i masseproduksjon kan føre til betydelige besparelser.
Dette blir ofte referert til som topologidesign, og som du kanskje kan gjette, er det et annet analysenivå i tillegg til FEA. Det har bare blitt veldig populært de siste årene etter hvert som verktøyene blir mer tilgjengelige.
Hver gang du ser navnet Fraunhofer, er det patentert, og produsentmiljøet vil bli utestengt fra å bruke det i svært lang tid.
Med andre ord: vi har funnet opp en ny måte å sørge for at du får bilen din erstattet så snart garantien utløper.
Jeg ser ikke sammenhengen mellom lettere dørhengsler og en ond konspirasjon som får deg til å kaste hele bilen i søpla?
Analyse av utmattingslevetid er én ting; hvis du bare optimaliserer materialstyrken, vil du ende opp med en del som ikke vil fungere.
Selv om de designet den så bevisst svekket, vil den ikke bli sliten med det første etter at garantien er over. Det er bare et hengsel, men den er ny, og det er usannsynlig at du må kaste hele bilen ... det vil komme en erstatningsbil i løpet av bilens levetid, for den er generelt fortsatt god, men den billige/enkle erstatningsdelen er utslitt – ikke noe nytt med det ...
I praksis, for å sikre at den oppfyller sikkerhetsstandarder osv., er den sannsynligvis fortsatt kraftig omkonstruert, som de fleste bilrammer/karosserier/seter, på grunn av belastningene den vil oppleve ved normal bruk. . salgssted, med mindre det er påkrevd ved lov i ditt område.
«Det er bare et hengsel», men det er også et eksempel på å designe en del for en spesifikk levetid. Når den brukes på resten av bilen din, vil bilen din bli til en vrakgods over tid.
Skandalen er et resultat av deres hyppige (MP3, ser jeg!) patentbeskyttelse.
Hele den amerikanske økonomien er bygget på en slik «brikke». Etter noen standarder fungerer det :-/.
Fraunhofer drev med mye vitenskap. Ikke bare anvendt, men også grunnleggende forskning. Alt koster penger. Hvis man vil gjøre det uten patenter og lisenser, må man gi dem mer statlig finansiering. Med lisenser og patenter bærer også folk i andre land noe av kostnadene fordi de også drar nytte av teknologien. I tillegg er alle disse studiene svært viktige for å opprettholde industriens konkurranseevne.
Ifølge nettsiden deres er deler av skatten din rundt 30 % (Grundfinanzierung), resten kommer også fra kilder som er tilgjengelige for andre selskaper. Patentinntekter er sannsynligvis en del av de 70 %, så hvis du ikke tar hensyn til det, vil det enten bli mindre utvikling eller mer skatt.
Av en eller annen ukjent grunn er rustfritt stål forbudt og upopulært for karosseri-, motor-, girkasse- og hjulopphengskomponenter. Rustfritt stål finnes bare i noen dyre eksosrør, det vil være dritt som martensittisk AISI 410. Hvis du vil ha et godt og slitesterkt eksosanlegg, må du bruke AISI 304/316 selv for å lage noe sånt.
Så alle hullene i slike deler vil etter hvert bli tettet med våt jord, og delene vil begynne å ruste veldig raskt. Fordi delen er designet for lavest mulig vekt, vil all rust umiddelbart gjøre den for svak for jobben. Du ville vært heldig om den delen bare var et dørhengsel, eller en mindre viktig intern avstivning eller spak. Hvis du har noen deler til hjuloppheng, girkassedeler eller noe sånt, er du i store problemer.
PS: Er det noen som vet om en bil i rustfritt stål som har blitt utsatt for fuktighet, avising og smuss over hele og mesteparten av karosseriet? Alle bærearmer, radiatorviftehus osv. kan kjøpes for enhver pris. Jeg vet om DeLorean, men dessverre har den bare utvendige paneler i rustfritt stål og ikke hele karosseristrukturen og andre viktige detaljer.
Jeg ville betalt mer for en bil med karosseri/ramme/understell/eksosanlegg i rustfritt stål, men det betyr en prisulempe. Materialet er ikke bare dyrere, men også vanskeligere å støpe og sveise. Jeg tviler på at motorblokker og topplokk i rustfritt stål gir noen mening.
Det er også veldig vanskelig. Etter dagens drivstofføkonomiske standarder er det ingen fordel med rustfritt stål. Det vil ta flere tiår å kompensere for karbonkostnaden til en bil som hovedsakelig er laget av rustfritt stål for å gjenvinne materialets holdbarhetsfordeler.
Hvorfor tror du det? Rustfritt stål har samme tetthet, men er litt sterkere. (AISI 304 – 8000 kg/m^3 og 500 MPa, 945 – 7900–8100 kg/m^3 og 450 MPa). Med samme platetykkelse har et rustfritt stålhus samme vekt som et vanlig stålhus. Og du trenger ikke å male dem, så ingen ekstra grunning/maling/lakk.
Ja, noen biler er laget av aluminium eller til og med titan, så de er lettere, men de er stort sett i high-end-markedssegmentet, og kjøpere har ingen problemer med å kjøpe nye biler hvert år. I tillegg ruster også aluminium, i noen tilfeller til og med raskere enn stål.
Rustfritt stål er på ingen måte vanskeligere å støpe og sveise. Det er et av de enkleste materialene å sveise, og på grunn av sin høyere duktilitet enn vanlig stål, kan det støpes til mer komplekse former. Se etter gryter, vasker og andre stansede deler i rustfritt stål som er allment tilgjengelige. En stor vask i rustfritt stål AISI 304 koster mye mindre og er mer intrikat formet enn noen frontskjerm stemplet fra den stakkars stålfolien. Du kan enkelt forme karosserideler ved hjelp av rustfritt stål av høy kvalitet på vanlige former, og formene vil vare lenger. I Sovjetunionen laget noen som jobbet i bilfabrikker noen ganger karosserideler i rustfritt stål på fabrikkutstyr for å erstatte bilene sine. Du kan fortsatt finne den gamle Volga (GAZ-24) med bunn, bagasjerom eller vinger laget av rustfritt stål. Men dette ble umulig etter Sovjetunionens kollaps. Jeg vet ikke hvorfor og hvordan, og nå vil ingen gå med på å tjene penger for deg. Jeg har heller ikke hørt om karosserideler i rustfritt stål som blir laget i vestlige eller tredjeverdensfabrikker. Alt jeg kunne finne var en jeep i rustfritt stål, men panelene i rustfritt stål var RIKTIG gjenskapt for hånd, ikke fabrikk. Det finnes også en historie om Golf Mk2-fans i Vest-Virginia som prøvde å bestille et parti med skjermer i rustfritt stål fra ettermarkedsprodusenter som Klokkerholm, som vanligvis lager dem av vanlig stål. Alle disse produsentene avbrøt umiddelbart og frekt all snakk om dette emnet, ikke engang prisen. Så du kan ikke engang bestille noe for penger i dette området, selv ikke i store kvanta.
Enig, det er derfor jeg ikke nevnte motoren på listen. Rust er definitivt ikke motorens hovedproblem.
Rustfritt stål er dyrere, ja, men det rustfrie stålhuset trenger ikke å lakkeres i det hele tatt. Kostnaden for en lakkert karosseridel er mye høyere enn selve delen. Dermed kan et rustfri stålhus være billigere enn et rustent, og det vil vare nesten evig. Bare bytt ut de slitte gummibøssingene og leddene på kjøretøyet ditt, så trenger du ikke å kjøpe en ny bil. Når det er fornuftig, kan du til og med bytte ut motoren med noe mer effektivt eller elektrisk. Ingen avfall, ingen unødvendig miljøforstyrrelse når du bygger nye biler eller bruker gamle. Men av en eller annen grunn er ikke denne miljøvennlige metoden i det hele tatt på listene til økologer og produsenter.
På slutten av 1970-tallet laget håndverkere på Filippinene nye karosserideler i rustfritt stål til jeepneyer. De ble opprinnelig bygget av jeeper som var igjen fra andre verdenskrig og Koreakrigen, men rundt 1978 ble alle demontert fordi de kunne strekke bakenden for å få plass til mange passasjerer. Så de måtte bygge nye fra bunnen av og bruke rustfritt stål for å hindre at karosseriet rustet. På en øy omgitt av saltvann er dette bra.
Rustfritt stålplate har ikke noe materiale som tilsvarer HiTen-stål. Dette er kritisk for sikkerheten, husk de første euroNCAP-testene på kinesiske biler som ikke brukte denne typen spesialstål. For komplekse deler er det ingenting som slår GS-støpejern: billig, med høye støpeegenskaper og rustmotstand. Den siste spikeren i kista er prisen. Rustfritt stål er veldig dyrt. De bruker eksemplet med en sportsbil av en god grunn, der kostnad ikke spiller noen rolle, men for VW på ingen måte.
Ved å bruke nettstedet og tjenestene våre, samtykker du uttrykkelig til plassering av våre informasjonskapsler for ytelse, funksjonalitet og annonsering. Lær mer