Используя инструменты программного обеспечения 3D Spark, команда проанализировала различные факторы, влияющие на себестоимость продукции. Некоторые из них специфичны для деталей, а другие — для процессов. Например, ориентируйте детали так, чтобы минимизировать опоры и максимизировать поверхности, пригодные для сборки.
Имитируя силы на шарнире, эти инструменты могут удалять материал, который имеет мало эффекта. Это приводит к потере веса на 35%. Меньше материала также означает более быстрое время печати, что еще больше снижает затраты.
Честно говоря, то, что они делают, не должно быть новым для любого, кто занимается 3D-печатью. Имеет смысл расположить деталь разумным образом. Мы видели, как удаляются отходы при 3D-печати и традиционном производстве. Самое интересное — использовать инструменты, которые помогают автоматизировать эту оптимизацию. Мы не знаем, сколько будет стоить программное обеспечение, и предполагаем, что оно не нацелено на любительский рынок 3D-печати. ​​Но, задаваясь вопросом, что можно сделать, мы подозреваем, что с некоторой смазкой колена и моделированием в доступном программном обеспечении вы можете получить похожие результаты.
Теоретически любой инструмент, который может выполнять конечно-элементный анализ, должен быть в состоянии определить материал, который нужно удалить. Мы заметили, что автопроизводители используют 3D-печать.
«Моделируя силы в шарнире, эти инструменты могут удалять материал, который не оказывает существенного влияния. Я не инженер, но я прочитал это и подумал об анализе методом конечных элементов. Потом я увидел вас в предпоследнем предложении. Упомянул об этом. Конечно, автопроизводители уже делают. Сравниваем как? Обеспечивает ли эта модель силу в аварийной ситуации, а также при нормальном использовании?
Каждая кромка, впадина и скругление требуют машинного времени и износа инструмента. Могут потребоваться некоторые дополнительные смены инструмента, а при работе на другой поверхности может потребоваться обработка деталей и их повторное присоединение для придания им ориентации, которая позволяет сделать несколько карманов — если они могут иметь подходящий инструмент по всему периметру.
Я думаю, можно использовать станок с большим количеством степеней свободы, чтобы повернуть деталь под лучшим углом... Но какой ценой?
3D-печать обычно не имеет подобных ограничений по форме, позволяя изготавливать сложные детали так же легко, как и простые.
С другой стороны, преимущество традиционной субтрактивной обработки заключается в том, что материал имеет тенденцию быть изотропным, он одинаково прочен в любом направлении, и без внутренних плоскостей, вам не нужно беспокоиться о плохой связи из-за плохого спекания. Также можно пройти через прокатный стан (недорогой этап), чтобы придать ему хорошую зернистую структуру.
Все методы 3D-печати имеют ограничения по форме. Даже части SLM. Как вы могли подумать, изотропная природа SLM не имеет особого значения. Машины и процессы, используемые ежедневно, дают очень стабильные результаты.
Однако само ценообразование — это еще один зверь. В аэрокосмической отрасли 3D-печать трудно сделать по-настоящему конкурентоспособной.
Я бы сказал, что аэрокосмическая промышленность — одно из немногих мест, где стоимость 3D-печати металлом может быть оправдана. Первоначальные производственные затраты составляют ничтожную часть стоимости аэрокосмического продукта, а вес настолько важен, что для него легко найти применение. По сравнению с заоблачными затратами на обеспечение качества для композитных деталей, квалифицированный процесс печати и критический контроль размеров могут обеспечить реальную экономию средств и глоток свежего воздуха.
Самый очевидный пример — все, что печатается в ракетных двигателях сегодня. Вы можете устранить множество точек неудовлетворительного качества в сложных трубопроводах, одновременно уменьшая потери в обратной линии и вес. Я думаю, что некоторые сопла двигателей печатаются на 3D-принтере (может быть, superdraco?). Я смутно припоминаю новости о каком-то печатном металлическом кронштейне на авиалайнерах Boeing.
Такие продукты, как новые глушители ВМС и другие новые разработки, могут иметь множество кронштейнов, напечатанных на 3D-принтере. Преимущество деталей, оптимизированных по топологии, заключается в том, что анализ прочности интегрирован в процесс проектирования, а анализ усталости напрямую связан с ним.
Однако пройдет некоторое время, прежде чем такие вещи, как DMLS, действительно приживутся в автомобильной промышленности и производстве. Вес имеет гораздо меньшее значение.
Одно из приложений, где он хорошо работает, — это гидравлические/пневматические коллекторы. Возможность делать изогнутые каналы и полости для термоусадочной пленки очень полезна. Кроме того, для целей сертификации вам все равно придется провести 100% стресс-тест, поэтому вам не нужен большой запас прочности (напряжение в любом случае довольно высокое).
Проблема в том, что многие компании хвастаются наличием SLM-принтера, но мало кто знает, как им пользоваться. Эти принтеры используются только для быстрого прототипирования и большую часть времени простаивают. Поскольку это все еще считается новой областью, ожидается, что принтеры обесценятся как молоко и должны быть списаны в течение 5 лет. Это означает, что, хотя фактическая стоимость может быть очень низкой, получить достойную цену за производственную работу действительно сложно.
Кроме того, качество печати зависит от теплопроводности материала, а это означает, что алюминий имеет тенденцию создавать шероховатость поверхности, которая может привести к раздражающим усталостным характеристикам (не то чтобы коллектору это было нужно, если вы проектируете для этого). Кроме того, хотя TiAlV6 отлично печатает и имеет лучшие прочностные свойства, чем базовый класс 5, алюминий в основном доступен как AlSi10Mg, который не является самым прочным сплавом. T6, хотя и подходит для литья того же материала, не подходит для деталей SLM. Scalmaloy снова хорош, но его трудно лицензировать, его предлагают немногие, вы также можете использовать Ti с более тонкими стенками.
Большинству компаний также нужны рука и нога, 20 образцов и ваш первый ребенок для обработки напечатанной детали. Хотя функционально это по сути то же самое, что и обработанные на станке отливки, на изготовление которых годами уходили ослы и пенни, они считают, что напечатанные детали — это магия, а клиенты думают, что у них глубокие карманы. Кроме того, компании, сертифицированные по AS9100, как правило, не испытывают недостатка в заказах и любят делать то, что они делают уже долгое время, и знают, что могут заработать на этом деньги и могут делать это, не будучи обвиненными в авиакатастрофе.
Итак, да: аэрокосмическая промышленность может извлечь выгоду из деталей SLM, и некоторые из них извлекают, но особенности отрасли и компаний, предоставляющих услуги, застряли в 70-х, что немного усложняет ситуацию. Единственным реальным развитием является двигатель, где печатные топливные форсунки стали обычным явлением. Для нас лично борьба за поставки с ASML — это тяжелая битва.
Выхлопная труба для 3D-печати из нержавеющей стали P-51D. https://www.3dmpmag.com/article/?/powder-bed-systems/laser/a-role-in-military-fleet-readiness
Другие факторы, связанные с затратами на обработку, — это управление потерями охлаждающей жидкости из-за скалывания и испарения. Кроме того, стружка должна быть обработана. Любое сокращение стружки в массовом производстве может привести к существенной экономии.
Это часто называют проектированием топологии, и, как вы можете догадаться, это еще один уровень анализа поверх FEA. Он действительно стал популярным только в последние несколько лет, поскольку инструменты стали более доступными.
Всякий раз, когда вы видите имя Фраунгофера, знайте, что оно запатентовано, и сообществу производителей будет запрещено его использовать в течение очень долгого времени.
Другими словами: мы изобрели новый способ гарантировать замену вашего автомобиля сразу после окончания гарантии.
Я не вижу связи между облегченными дверными петлями и злым заговором, который заставляет вас выбрасывать всю свою машину в мусорку?
Анализ усталостной долговечности — это одно; если вы оптимизируете только прочность материала, то в итоге получите деталь, которая не будет работать.
Даже если они спроектировали его намеренно ослабленным, он не устанет вскоре после окончания гарантии, это всего лишь шарнир, но он новый, и маловероятно, что вам придется выбрасывать всю машину... в течение срока службы автомобиля будет замена, потому что в целом он все еще хорош, но эта дешевая/легко заменяемая деталь изнашивается - в этом нет ничего нового...
На практике, чтобы убедиться, что он соответствует стандартам безопасности и т. д., его, вероятно, все равно придется серьезно переделывать, как и большинство автомобильных рам/кузовов/сидений, из-за нагрузок, которым он будет подвергаться при нормальном использовании. . точка продажи, если только это не требуется по закону в вашем регионе.
«Это всего лишь шарнир», но это также пример проектирования детали для конкретной жизни. Если применить это к остальной части вашего автомобиля, то со временем он превратится в развалюху.
Скандал стал результатом их частой (MP3, я понял!) патентной защиты.
Вся экономика США построена на таком «чипе». По некоторым меркам это работает :-/.
Фраунгофер много занимался наукой. Не только прикладными, но и фундаментальными исследованиями. Все это стоит денег. Если вы хотите делать это без патентов и лицензий, вам нужно дать им больше государственного финансирования. С лицензиями и патентами люди в других странах также несут часть расходов, потому что они также получают выгоду от технологии. Кроме того, все эти исследования очень важны для поддержания конкурентоспособности отрасли.
Согласно их веб-сайту, часть вашего налога составляет около 30% (Grundfinanzierung), остальное также поступает из источников, доступных другим компаниям. Доход от патента, вероятно, является частью этих 70%, так что если вы не примете это во внимание, будет либо меньше развития, либо больше налогов.
По какой-то неизвестной причине нержавеющая сталь запрещена и непопулярна для кузова, двигателя, трансмиссии и компонентов подвески. Нержавейку можно найти только в некоторых дорогих выхлопных трубах, это будет дерьмо, как мартенситная AISI 410, если вы хотите хороший, прочный выхлоп, вам придется использовать AISI 304/316 самостоятельно, чтобы сделать что-то подобное.
Поэтому все отверстия в таких деталях в конечном итоге забьются мокрой землей, и детали начнут ржаветь очень быстро. Поскольку деталь рассчитана на минимально возможный вес, любая ржавчина немедленно сделает ее слишком слабой для работы. Вам повезет, если эта деталь будет просто дверной петлей или какой-нибудь менее важной внутренней скобой или рычагом. Если у вас есть какие-либо детали подвески, детали трансмиссии или что-то в этом роде, у вас большие проблемы.
PS: Кто-нибудь знает автомобиль из нержавеющей стали, который подвергся воздействию влаги, антиобледенителя и грязи по всей поверхности и большей части кузова? Все рычаги подвески, корпуса вентиляторов радиатора и т. д. можно купить по любой цене. Я знаю о DeLorean, но, к сожалению, у него из нержавеющей стали только внешние панели, а не вся структура кузова и другие важные детали.
Я бы заплатил больше за автомобиль с кузовом/рамой/подвеской/выхлопной системой из нержавеющей стали, но это означает недостаток в цене. Материал не только дороже, но и сложнее в формовке и сварке. Сомневаюсь, что блоки и головки двигателя из нержавеющей стали имеют какой-либо смысл.
Это также очень тяжело. По сегодняшним стандартам экономии топлива, нержавеющая сталь не имеет никаких преимуществ. Потребуются десятилетия, чтобы компенсировать стоимость углерода автомобиля, сделанного в основном из нержавеющей стали, чтобы вернуть преимущества долговечности материала.
Почему вы так думаете? Нержавеющая сталь имеет ту же плотность, но немного прочнее. (AISI 304 – 8000 кг/м^3 и 500 МПа, 945 – 7900-8100 кг/м^3 и 450 МПа). При той же толщине листа корпус из нержавеющей стали имеет тот же вес, что и корпус из обычной стали. И вам не нужно их красить, поэтому нет дополнительной грунтовки/краски/лака.
Да, некоторые автомобили сделаны из алюминия или даже титана, поэтому они легче, но они в основном в сегменте рынка high-end, и у покупателей нет проблем с покупкой новых автомобилей каждый год. Кроме того, алюминий также ржавеет, в некоторых случаях даже быстрее, чем сталь.
Нержавеющая сталь ни в коем случае не сложнее в формовке и сварке. Это один из самых простых в сварке материалов, и благодаря своей более высокой пластичности, чем обычная сталь, из нее можно формовать более сложные формы. Обратите внимание на кастрюли, раковины и другие штампованные изделия из нержавеющей стали, которые широко доступны. Большая мойка из нержавеющей стали AISI 304 стоит намного дешевле и имеет более сложную форму, чем любое переднее крыло, штампованное из этой плохой стальной фольги. Вы можете легко формовать детали кузова, используя высококачественную нержавеющую сталь на обычных формах, и формы прослужат дольше. В Советском Союзе некоторые люди, работающие на автозаводах, иногда изготавливали детали кузова из нержавеющей стали на заводском оборудовании для замены своих автомобилей. Вы все еще можете найти старую «Волгу» (ГАЗ-24) с днищем, багажником или крыльями из нержавеющей стали. Но после распада Советского Союза это стало невозможным. Не знаю, почему и как, и теперь никто не согласится заработать для вас деньги. Я также не слышал о том, чтобы детали кузова из нержавеющей стали производились на западных или заводах третьего мира. Все, что я смог найти, это джип из нержавеющей стали, но AFAIR, панели из нержавеющей стали были воспроизведены вручную, а не на заводе. Есть также история о фанатах WV Golf Mk2, пытавшихся заказать партию крыльев из нержавеющей стали у производителей вторичных запчастей, таких как Klokkerholm, которые обычно делают их из обычной стали. Все эти производители немедленно и грубо пресекли любые разговоры на эту тему, даже не говоря о цене. Так что вы даже не можете заказать что-либо за любые деньги в этой области. даже оптом.
Согласен, поэтому я и не упомянул двигатель в списке. Ржавчина точно не главная проблема двигателя.
Нержавеющая сталь дороже, да, но корпус из нержавеющей стали вообще не нуждается в покраске. Стоимость окрашенной детали кузова намного выше самой детали. Таким образом, корпус из нержавеющей стали может быть дешевле ржавого. и прослужит почти вечно. Просто замените изношенные резиновые втулки и шарниры на вашем автомобиле, и вам не придется покупать новую машину. Когда это имеет смысл, вы даже можете заменить двигатель на что-то более эффективное или даже электрическое. Никаких отходов, никакого ненужного нарушения окружающей среды при строительстве новых автомобилей или эксплуатации старых. Но по какой-то причине этот экологичный метод вообще не находится в списках экологов и производителей.
В конце 1970-х годов филиппинские мастера вручную изготавливали новые детали кузова из нержавеющей стали для Jeepney. Первоначально их строили из джипов, оставшихся со времен Второй мировой и Корейской войн, но около 1978 года их все срезали, потому что они могли растянуть заднюю часть, чтобы вместить много ездоков. Поэтому им пришлось строить новые с нуля и использовать нержавеющую сталь, чтобы кузов не ржавел. На острове, окруженном соленой водой, это хорошо.
Листовая нержавеющая сталь не имеет эквивалента стали HiTen. Это критически важно для безопасности, вспомните первые тесты euroNCAP на китайских автомобилях, в которых не использовался этот тип специальной стали. Для сложных деталей ничто не сравнится с чугуном GS: недорогой, с высокими литейными свойствами и стойкостью к ржавчине. Последний гвоздь в крышку гроба — цена. Нержавеющая сталь действительно дорогая. Они используют пример спортивного автомобиля по веской причине, когда стоимость не имеет значения, но для VW ни в коем случае.
Используя наш веб-сайт и услуги, вы выражаете свое прямое согласие на размещение наших файлов cookie производительности, функциональности и рекламы.Узнать больше