Korzystając z narzędzi oprogramowania 3D Spark, zespół przeanalizował różne czynniki wpływające na koszty produkcji. Niektóre z nich są specyficzne dla poszczególnych części, inne zaś dla konkretnych procesów. Na przykład, orientacja części w celu zminimalizowania podpór i zmaksymalizowania powierzchni nadających się do budowy.
Symulując siły działające na zawias, narzędzia te mogą usuwać materiał, który ma niewielki wpływ. Powoduje to 35% utratę wagi. Mniej materiału oznacza również krótszy czas druku, co dodatkowo obniża koszty.
Szczerze mówiąc, to, co robią, nie powinno być niczym nowym dla nikogo, kto zajmuje się drukiem 3D. Rozsądne rozmieszczenie części ma sens. Widzieliśmy usuwanie odpadów w druku 3D i tradycyjnej produkcji. Najciekawsze jest jednak wykorzystanie narzędzi, które pomagają zautomatyzować tę optymalizację. Nie wiemy, ile będzie kosztować oprogramowanie i przypuszczamy, że nie jest ono skierowane do hobbystycznego rynku druku 3D. Zastanawiając się jednak, co można z tym zrobić, podejrzewamy, że przy odrobinie wysiłku i modelowania w dostępnym oprogramowaniu można uzyskać podobne rezultaty.
Teoretycznie każde narzędzie umożliwiające analizę elementów skończonych powinno być w stanie określić materiał do usunięcia. Zauważyliśmy, że producenci samochodów wykorzystują druk 3D.
„Symulując siły w zawiasie, te narzędzia mogą usuwać materiał, który nie ma znaczącego wpływu. Nie jestem inżynierem, ale przeczytałem to i pomyślałem o analizie elementów skończonych. Potem zobaczyłem cię w przedostatnim zdaniu. Wspomniałem o tym. Oczywiście, że producenci samochodów już to robią. Czy porównujemy w jaki sposób? Czy ten model zapewnia siłę zarówno w sytuacjach awaryjnych, jak i podczas normalnego użytkowania?
Każda krawędź, zagłębienie i zaokrąglenie wymaga czasu pracy maszyny i zużycia narzędzi. Mogą być konieczne dodatkowe zmiany narzędzi, a podczas pracy na innej powierzchni, części mogą wymagać obróbki skrawaniem i ponownego mocowania, aby uzyskać orientację umożliwiającą utworzenie wielu kieszeni – pod warunkiem, że będą miały odpowiednie narzędzia dookoła.
Myślę, że można by użyć maszyny o większej swobodzie, żeby obrócić część pod najlepszym kątem… Ale jakim kosztem?
Druk 3D zwykle nie ma takich ograniczeń formalnych, dzięki czemu produkcja skomplikowanych części jest równie łatwa jak produkcja prostych.
Z drugiej strony, zaletą tradycyjnej obróbki ubytkowej jest to, że materiał ma tendencję do izotropii, jest jednakowo wytrzymały w każdym kierunku, a brak spłaszczeń wewnętrznych eliminuje ryzyko słabego wiązania spowodowanego nieudanym spiekaniem. Możliwe jest również poddanie materiału walcowaniu (niedrogi proces), aby uzyskać dobrą strukturę ziarna.
Wszystkie metody druku 3D mają ograniczenia dotyczące kształtu. Nawet części SLM. Jak można się domyślić, izotropowość SLM nie ma większego znaczenia. Maszyny i procesy używane codziennie dają bardzo spójne rezultaty.
Jednak sama cena to zupełnie inna bajka. W branży lotniczej druk 3D trudno jest być naprawdę konkurencyjnym.
Powiedziałbym, że przemysł lotniczy i kosmiczny jest jednym z niewielu miejsc, gdzie koszt druku 3D z metalu może być uzasadniony. Początkowe koszty produkcji stanowią niewielki ułamek kosztu produktu lotniczego, a waga jest tak ważna, że ​​łatwo znaleźć dla niego zastosowanie. W porównaniu z astronomicznymi kosztami kontroli jakości części kompozytowych, sprawny proces drukowania i kontrola wymiarów krytycznych mogą przynieść realne oszczędności i powiew świeżości.
Najbardziej oczywistym przykładem jest wszystko, co jest obecnie drukowane w silnikach rakietowych. Można wyeliminować wiele punktów niezadowalającej jakości w skomplikowanych rurociągach, jednocześnie zmniejszając straty i masę przewodu powrotnego. Wydaje mi się, że niektóre dysze silników są drukowane w technologii 3D (może Superdraco?). Mgliście przypominam sobie doniesienia o jakimś drukowanym metalowym wsporniku w samolotach Boeinga.
Produkty takie jak nowe zagłuszacze Marynarki Wojennej i inne nowe rozwiązania mogą mieć wiele wsporników drukowanych w technologii 3D. Zaletą części zoptymalizowanych pod kątem topologii jest to, że analiza wytrzymałości jest zintegrowana z procesem projektowania, a analiza zmęczeniowa jest z nim bezpośrednio powiązana.
Jednak minie trochę czasu, zanim rozwiązania takie jak DMLS naprawdę przyjmą się w motoryzacji i przemyśle. Waga ma znacznie mniejsze znaczenie.
Jednym z zastosowań, w których sprawdza się to dobrze, są kolektory hydrauliczne/pneumatyczne. Możliwość tworzenia zakrzywionych kanałów i wnęk do owijania folią termokurczliwą jest bardzo przydatna. Ponadto, do celów certyfikacji nadal konieczne jest przeprowadzenie testu naprężenia 100%, więc nie jest potrzebny duży współczynnik bezpieczeństwa (naprężenia i tak są dość wysokie).
Problem polega na tym, że wiele firm chwali się posiadaniem drukarki SLM, ale niewiele wie, jak jej używać. Drukarki te są wykorzystywane wyłącznie do szybkiego prototypowania i przez większość czasu stoją bezczynnie. Ponieważ jest to wciąż nowa dziedzina, oczekuje się, że drukarki stracą na wartości jak mleko i powinny zostać zezłomowane w ciągu 5 lat. Oznacza to, że chociaż rzeczywisty koszt może być bardzo niski, uzyskanie przyzwoitej ceny za zlecenie produkcyjne jest naprawdę trudne.
Jakość wydruku zależy również od przewodności cieplnej materiału, co oznacza, że ​​aluminium ma tendencję do tworzenia chropowatości powierzchni, która może prowadzić do uciążliwego zmęczenia materiału (nie żeby kolektor był do tego potrzebny, jeśli projektujesz z myślą o tym). Co więcej, chociaż TiAlV6 drukuje się doskonale i ma lepsze właściwości wytrzymałościowe niż podstawowy stop klasy 5, aluminium jest dostępne głównie jako AlSi10Mg, który nie jest najmocniejszym stopem. T6, choć nadaje się do odlewów z tego samego materiału, nie nadaje się do części SLM. Scalmaloy jest ponownie świetny, ale trudno go licencjonować – niewiele firm go oferuje. Można również użyć Ti o cieńszych ściankach.
Większość firm potrzebuje też ręki i nogi, 20 próbek i pierwszego dziecka, aby wyprodukować drukowaną część. Choć funkcjonalnie jest to zasadniczo to samo, co odlewy maszynowe, których produkcja kosztowała lata, firmy uważają, że drukowane części to magia, a klienci uważają, że mają głębokie kieszenie. Co więcej, firmy z certyfikatem AS9100 zazwyczaj nie narzekają na brak zleceń i lubią robić to, co robią od dawna, wiedząc, że mogą na tym zarobić, i to bez obawy przed oskarżeniem o katastrofę lotniczą.
Zatem tak: przemysł lotniczy i kosmiczny może czerpać korzyści z części SLM, i niektóre z nich tak, ale specyfika branży i firm świadczących tę usługę tkwi w latach 70., co nieco komplikuje sytuację. Jedynym realnym rozwojem jest sektor silników, gdzie drukowane wtryskiwacze paliwa stały się powszechne. Dla nas osobiście walka o dostawy z ASML to ciężka walka.
Rura wydechowa P-51D do druku 3D ze stali nierdzewnej. https://www.3dmpmag.com/article/?/powder-bed-systems/laser/a-role-in-military-fleet-readiness
Inne czynniki związane z kosztami obróbki to zarządzanie stratami chłodziwa spowodowanymi odpryskiwaniem i parowaniem. Ponadto wióry muszą zostać przetworzone. Każda redukcja wiórów w produkcji masowej może przynieść znaczne oszczędności.
Często nazywa się to projektowaniem topologicznym i, jak można się domyślić, stanowi kolejny poziom analizy poza MES. Zyskało ono na popularności dopiero w ciągu ostatnich kilku lat, wraz ze wzrostem dostępności narzędzi.
Za każdym razem, gdy widzisz nazwę Fraunhofer, oznacza to, że jest ona opatentowana, a społeczność twórców będzie miała zakaz jej używania przez bardzo długi czas.
Innymi słowy: wynaleźliśmy nowy sposób, dzięki któremu masz pewność, że Twój samochód zostanie wymieniony zaraz po wygaśnięciu gwarancji.
Nie widzę związku między lżejszymi zawiasami drzwi a jakimś złowrogim spiskiem, który sprawia, że ​​wyrzucasz cały samochód do śmieci?
Analiza trwałości zmęczeniowej to jedno; jeśli optymalizujesz tylko wytrzymałość materiału, otrzymasz część, która nie będzie działać.
Nawet jeśli zaprojektowali go tak celowo osłabionego, to nie zmęczy się szybko po zakończeniu gwarancji, to tylko zawias, ale jest nowy i mało prawdopodobne, że będziesz musiał wyrzucić cały samochód… będzie samochód zastępczy przez cały okres użytkowania samochodu, bo generalnie nadal dobry, ale ta tania/łatwa do wymiany część się zużyje – nic nowego…
W praktyce, aby mieć pewność, że spełnia on normy bezpieczeństwa itp., prawdopodobnie nadal jest poddawany gruntownej przebudowie, jak większość ram/nadwozów/siedzeń samochodowych, ze względu na naprężenia, którym jest poddawany podczas normalnego użytkowania. . w punkcie sprzedaży, chyba że wymaga tego prawo w danym regionie.
„To tylko zawias”, ale to również przykład projektowania części na konkretny okres użytkowania. Zastosowany do reszty samochodu, z czasem zamieni się on w grat.
Skandal jest wynikiem ich częstej (MP3, jak widzę!) ochrony patentowej.
Cała gospodarka USA opiera się na takim „chipie”. Według niektórych standardów to działa :-/.
Instytut Fraunhofera dokonał wielu odkryć naukowych. Nie tylko badań stosowanych, ale także podstawowych. To wszystko kosztuje. Jeśli chcesz to robić bez patentów i licencji, musisz zapewnić im większe wsparcie finansowe ze strony rządu. Dzięki licencjom i patentom, ludzie w innych krajach również ponoszą część kosztów, ponieważ oni również korzystają z tej technologii. Ponadto wszystkie te badania są bardzo ważne dla utrzymania konkurencyjności branży.
Według ich strony internetowej, część podatku wynosi około 30% (Grundfinanzierung), a reszta pochodzi również ze źródeł dostępnych dla innych firm. Dochody z patentów prawdopodobnie stanowią część tych 70%, więc jeśli tego nie uwzględnisz, będzie albo mniej podatku od rozwoju, albo więcej podatku.
Z jakiegoś nieznanego powodu stal nierdzewna jest zakazana i niepopularna w produkcji elementów nadwozia, silnika, skrzyni biegów i zawieszenia. Stal nierdzewna jest dostępna tylko w niektórych drogich układach wydechowych, a jej jakość będzie słaba, jak na przykład martenzytyczna stal AISI 410. Jeśli chcesz mieć dobry i trwały układ wydechowy, musisz sam użyć stali AISI 304/316, aby coś takiego zrobić.
W rezultacie wszystkie otwory w takich częściach z czasem zatkają się mokrą ziemią, a części zaczną bardzo szybko rdzewieć. Ponieważ część została zaprojektowana z myślą o jak najniższej wadze, każda rdza natychmiast osłabi ją do tego stopnia, że ​​nie nadaje się do tego zadania. Miałbyś szczęście, gdyby ta część była po prostu zawiasem drzwi, jakąś mniej ważną wewnętrzną podporą lub dźwignią. Jeśli masz jakiekolwiek części zawieszenia, skrzyni biegów lub coś podobnego, masz duży problem.
PS: Czy ktoś zna samochód ze stali nierdzewnej, który był narażony na wilgoć, odmrażanie i brud na całej powierzchni i większości karoserii? Wszystkie wahacze, obudowy wentylatorów chłodnicy itp. można kupić w dowolnej cenie. Wiem o DeLoreanie, ale niestety ma on tylko zewnętrzne panele ze stali nierdzewnej, a nie całą konstrukcję nadwozia i inne ważne detale.
Zapłaciłbym więcej za samochód z nadwoziem/ramą/zawieszeniem/układem wydechowym ze stali nierdzewnej, ale to oznacza niższą cenę. Materiał jest nie tylko droższy, ale także trudniejszy do formowania i spawania. Wątpię, żeby bloki silnika i głowice ze stali nierdzewnej miały jakikolwiek sens.
To również bardzo trudne. Według dzisiejszych standardów oszczędności paliwa, stal nierdzewna nie przynosi żadnych korzyści. Zrównoważenie emisji dwutlenku węgla w samochodzie wykonanym głównie ze stali nierdzewnej i odzyskanie trwałości tego materiału zajmie dekady.
Dlaczego tak uważasz? Stal nierdzewna ma taką samą gęstość, ale jest nieco mocniejsza (AISI 304 – 8000 kg/m³ i 500 MPa, 945 – 7900–8100 kg/m³ i 450 MPa). Przy tej samej grubości blachy korpus ze stali nierdzewnej waży tyle samo, co korpus ze stali zwykłej. Nie trzeba ich malować, więc nie ma potrzeby stosowania dodatkowego podkładu/farby/lakieru.
Owszem, niektóre samochody są wykonane z aluminium, a nawet tytanu, więc są lżejsze, ale większość z nich to samochody z wyższej półki, a kupujący nie mają problemu z kupowaniem nowych aut co roku. Co więcej, aluminium również rdzewieje, w niektórych przypadkach nawet szybciej niż stal.
Stal nierdzewna w żaden sposób nie jest trudniejsza do formowania i spawania. Jest jednym z najłatwiejszych materiałów do spawania, a dzięki wyższej ciągliwości niż zwykła stal, można ją formować w bardziej skomplikowane kształty. Szukaj garnków, zlewozmywaków i innych wytłoczek ze stali nierdzewnej, które są powszechnie dostępne. Duży zlewozmywak ze stali nierdzewnej AISI 304 kosztuje znacznie mniej i ma bardziej misterny kształt niż jakikolwiek przedni błotnik wytłoczony z tej kiepskiej folii stalowej. Możesz łatwo formować części nadwozia przy użyciu wysokiej jakości stali nierdzewnej w zwykłych formach, a formy te będą trwalsze. W Związku Radzieckim niektórzy ludzie pracujący w fabrykach samochodów czasami produkowali części nadwozia ze stali nierdzewnej na sprzęcie fabrycznym, aby wymienić swoje samochody. Nadal można znaleźć starą Wołgę (GAZ-24) z podłogą, bagażnikiem lub błotnikami ze stali nierdzewnej. Ale stało się to niemożliwe po upadku Związku Radzieckiego. Nie wiem dlaczego i jak, a teraz nikt nie zgodzi się zarobić dla ciebie pieniędzy. Nie słyszałem też o produkcji części nadwozia ze stali nierdzewnej w fabrykach zachodnich lub w krajach trzeciego świata. Udało mi się znaleźć tylko jeepa ze stali nierdzewnej, ale o ile dobrze pamiętam, panele ze stali nierdzewnej zostały odtworzone ręcznie, a nie fabrycznie. Jest też historia o fanach Golfa Mk2 z WV, którzy próbowali zamówić partię błotników ze stali nierdzewnej od producentów części zamiennych, takich jak Klokkerholm, którzy zazwyczaj produkują je ze zwykłej stali. Wszyscy ci producenci natychmiast i bezceremonialnie zerwali wszelkie rozmowy na ten temat, nie wspominając nawet o cenie. Więc w tym regionie nie da się niczego zamówić za żadne pieniądze, nawet hurtowo.
Zgadzam się, dlatego nie wspomniałem o silniku na liście. Rdza zdecydowanie nie jest głównym problemem silnika.
Stal nierdzewna jest droższa, owszem, ale obudowa ze stali nierdzewnej nie wymaga malowania. Koszt pomalowanej części nadwozia jest znacznie wyższy niż samej części. W związku z tym obudowa ze stali nierdzewnej może być tańsza niż zardzewiała i posłuży niemal wiecznie. Wystarczy wymienić zużyte gumowe tuleje i przeguby w pojeździe, a nie będzie potrzeby kupowania nowego samochodu. W uzasadnionych przypadkach można nawet wymienić silnik na bardziej wydajny, a nawet elektryczny. Bez odpadów, bez niepotrzebnego zakłócania środowiska podczas produkcji nowych samochodów i eksploatacji starych. Jednak z jakiegoś powodu ta przyjazna dla środowiska metoda w ogóle nie znajduje się na listach ekologów i producentów.
Pod koniec lat 70. XX wieku filipińscy rzemieślnicy ręcznie wytwarzali nowe elementy nadwozia ze stali nierdzewnej do jeepneyów. Pierwotnie były one budowane z jeepów pozostałych po II wojnie światowej i wojnie koreańskiej, ale około 1978 roku wszystkie zostały odcięte, ponieważ mogły rozciągnąć tył, aby pomieścić wielu pasażerów. Musieli więc budować nowe modele od podstaw, używając stali nierdzewnej, aby zapobiec rdzewieniu nadwozia. Na wyspie otoczonej słoną wodą to dobre rozwiązanie.
Blacha ze stali nierdzewnej nie ma odpowiednika w materiale stali HiTen. Ma to kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa, pamiętajmy o pierwszych testach EuroNCAP chińskich samochodów, które nie wykorzystywały tego rodzaju stali specjalnej. W przypadku skomplikowanych części nic nie przebije żeliwa GS: niedrogiego, o wysokich właściwościach odlewniczych i odporności na rdzę. Ostatnim gwoździem do trumny jest cena. Stal nierdzewna jest naprawdę droga. Używają przykładu samochodu sportowego z dobrego powodu, gdzie koszt nie ma znaczenia, ale w przypadku VW w żadnym wypadku.
Korzystając z naszej witryny i usług, wyrażasz wyraźną zgodę na umieszczanie przez nas plików cookie w celu poprawy wydajności, funkcjonalności i reklam.Dowiedz się więcej