Pomocou nástrojov softvéru 3D Spark tím analyzoval rôzne faktory, ktoré ovplyvňujú výrobné náklady. Niektoré z nich sú špecifické pre jednotlivé diely, zatiaľ čo iné sú špecifické pre procesy. Napríklad orientácia dielov tak, aby sa minimalizovali podpery a maximalizovali zostaviteľné povrchy.
Simuláciou síl v pánte dokážu tieto nástroje odstrániť materiál, ktorý má malý účinok. Výsledkom je 35 % úbytok hmotnosti. Menej materiálu tiež znamená rýchlejšie časy tlače, čo ďalej znižuje náklady.
Úprimne povedané, to, čo robia, by nemalo byť nové pre nikoho, kto sa zaoberá 3D tlačou. Dáva zmysel usporiadať súčiastku rozumným spôsobom. Videli sme odstraňovanie odpadového materiálu pri 3D tlači aj tradičnej výrobe. Najzaujímavejšie je použiť nástroje, ktoré pomáhajú automatizovať túto optimalizáciu. Nevieme, koľko bude softvér stáť, a predpokladáme, že nie je určený pre amatérsky trh s 3D tlačou. Ale keďže sa pýtame, čo sa s tým dá robiť, máme podozrenie, že s určitým mazaním kolien a modelovaním v dostupnom softvéri sa dajú dosiahnuť podobné výsledky.
Teoreticky by mal byť akýkoľvek nástroj, ktorý dokáže vykonávať analýzu konečných prvkov, schopný určiť materiál, ktorý sa má odstrániť. Všimli sme si, že výrobcovia automobilov používajú 3D tlač.
„Simuláciou síl v pánte dokážu tieto nástroje odstrániť materiál, ktorý nemá významný vplyv. Nie som inžinier, ale čítal som to a napadlo ma riešenie metódou konečných prvkov. Potom som ťa videl v predposlednej vete. Spomenul si to. Samozrejme, že automobilky to už robia. Porovnávame to ako? Poskytuje tento model silu v núdzových aj bežných podmienkach?“
Každá hrana, úžľabie a zaoblenie si vyžaduje čas obrábania a opotrebovanie nástroja. Môžu byť potrebné aj ďalšie výmeny nástrojov a pri práci na inom povrchu môže byť potrebné diely opracovať a znova pripevniť, aby sa dostali do orientácie, ktorá umožňuje vytvorenie viacerých vreciek – ak majú k dispozícii primeraný nástroj po celom obvode.
Myslím si, že by ste mohli použiť stroj s väčším počtom stupňov voľnosti na otočenie dielu do najlepšieho uhla... Ale za akú cenu?
3D tlač zvyčajne nemá žiadne takéto tvarové obmedzenia, vďaka čomu sú zložité súčiastky rovnako jednoduché ako tie jednoduché.
Na druhej strane, výhodou tradičného subtraktívneho obrábania je, že materiál má tendenciu byť izotropný, je rovnako pevný v každom smere a bez vnútorných plochých hraníc sa nemusíte obávať zlej väzby v dôsledku zlého spekania. Je tiež možné prejsť valcovaním (lacný krok), aby sa dosiahla dobrá štruktúra zrna.
Všetky metódy 3D tlače majú tvarové obmedzenia. Dokonca aj časti SLM. Ako si možno myslíte, izotropná povaha SLM v skutočnosti nezáleží. Stroje a procesy používané denne poskytujú veľmi konzistentné výsledky.
Samotná cena je však ďalším problémom. V leteckom priemysle je ťažké byť skutočne konkurencieschopnou 3D tlačou.
Povedal by som, že letecký priemysel je jedným z mála oblastí, kde sa dajú náklady na 3D tlač kovov opodstatniť. Počiatočné výrobné náklady predstavujú len nepatrný zlomok ceny leteckého produktu a hmotnosť je taká dôležitá, že je ľahké nájsť pre ňu využitie. V porovnaní s závratnými nákladmi na zabezpečenie kvality kompozitných dielov môže kvalifikovaný proces tlače a kritická kontrola rozmerov priniesť skutočné úspory nákladov a závan čerstvého vzduchu.
Najzrejmejším príkladom je všetko, čo sa dnes tlačí v raketových motoroch. V zložitých potrubiach sa dá eliminovať mnoho bodov neuspokojivej kvality a zároveň sa znížia straty a hmotnosť vo spätnom potrubí. Myslím, že niektoré trysky motora sú vytlačené 3D tlačou (možno Superdraco?). Matne si spomínam na správy o akomsi tlačenom kovovom držiaku na lietadlách Boeing.
Produkty ako nové rušičky námorníctva a ďalšie nové vývoje môžu mať mnoho držiakov vytlačených 3D tlačou. Výhodou topologicky optimalizovaných dielov je, že pevnostná analýza je integrovaná do procesu návrhu a únavová analýza je s ňou priamo prepojená.
Avšak ešte nejaký čas potrvá, kým sa veci ako DMLS skutočne uchytia v automobilovom priemysle a výrobe. Hmotnosť už nezáleží na hmotnosti.
Jednou z aplikácií, kde to funguje dobre, sú hydraulické/pneumatické rozdeľovače. Možnosť vytvárať zakrivené kanály a dutiny pre zmršťovaciu fóliu je veľmi užitočná. Na certifikačné účely je tiež potrebné vykonať 100 % záťažový test, takže nepotrebujete veľký bezpečnostný faktor (napätie je aj tak dosť vysoké).
Problém je v tom, že mnoho spoločností sa chváli SLM tlačiarňou, ale len málo z nich vie, ako ju používať. Tieto tlačiarne sa používajú iba na rýchle prototypovanie a väčšinou sú nečinné. Keďže sa to stále považuje za novú oblasť, očakáva sa, že tlačiarne sa budú znehodnocovať ako mlieko a mali by byť do 5 rokov zošrotované. To znamená, že hoci skutočné náklady môžu byť veľmi nízke, získať slušnú cenu za produkčnú zákazku je naozaj ťažké.
Kvalita tlače tiež závisí od tepelnej vodivosti materiálu, čo znamená, že hliník má tendenciu vytvárať drsnosť povrchu, ktorá môže viesť k nepríjemnej únavovej odolnosti (nie že by ich rozdeľovač potreboval, ak na to navrhujete). Aj keď sa TiAlV6 tlačí vynikajúco a má lepšie pevnostné vlastnosti ako základná trieda 5, hliník je väčšinou dostupný ako AlSi10Mg, čo nie je najpevnejšia zliatina. T6, hoci je vhodný na odliatky z rovnakého materiálu, nie je vhodný na SLM diely. Scalmaloy je opäť skvelý, ale ťažko sa licencuje, len málokto ho ponúka, môžete použiť aj Ti s tenšími stenami.
Väčšina spoločností potrebuje aj pomocníka, 20 vzoriek a vaše prvé dieťa na spracovanie vytlačeného dielu. Hoci je to funkčne v podstate to isté ako obrábané odliatky, ktorých výroba trvala roky, myslia si, že vytlačené diely sú kúzla a zákazníci si myslia, že majú hlboko do vrecka. Spoločnosti s certifikátom AS9100 tiež vo všeobecnosti nemajú núdzu o zákazky a radi robia to, čo robia už dlho, a vedia, že na tom môžu zarobiť peniaze bez toho, aby boli obvinené z leteckej havárie.
Takže áno: letecký priemysel môže profitovať z dielov SLM a niektoré z nich aj ťažia, ale zvláštnosti tohto odvetvia a spoločností, ktoré poskytujú túto službu, uviazli v 70. rokoch, čo veci trochu sťažuje. Jediným skutočným vývojom sú motory, kde sa tlačené vstrekovače paliva stali bežnou záležitosťou. Pre nás osobne je boj o dodávky ASML ťažký boj.
Výfukové potrubie z nehrdzavejúcej ocele P-51D pre 3D tlač. https://www.3dmpmag.com/article/?/powder-bed-systems/laser/a-role-in-military-fleet-readiness
Ďalšími faktormi spojenými s nákladmi na obrábanie sú riadenie strát chladiacej kvapaliny v dôsledku odlupovania a odparovania. Okrem toho sa triesky musia opracovávať. Akékoľvek zníženie triesok pri hromadnej výrobe môže viesť k značným úsporám.
Toto sa často označuje ako návrh topológie a ako asi tušíte, ide o ďalšiu úroveň analýzy nad rámec metódy konečných prvkov (FEA). Naozaj sa to rozšírilo až v posledných rokoch, keď sa nástroje stali dostupnejšími.
Vždy, keď uvidíte názov Fraunhofer, je patentovaný a komunita výrobcov ho bude mať na veľmi dlhý čas zakázané používať.
Inými slovami: vymysleli sme nový spôsob, ako zabezpečiť, aby vám vymenili auto hneď po skončení záruky.
Nevidím súvislosť medzi ľahšími pántami dverí a zlým sprisahaním, ktoré vás núti vyhodiť celé auto do koša?
Analýza únavovej životnosti je jedna vec; ak optimalizujete iba pevnosť materiálu, skončíte s dielom, ktorý nebude fungovať.
Aj keby to zámerne navrhli tak oslabené, po skončení záruky sa to skoro neopotrebuje, je to len pánt, ale je nový a je nepravdepodobné, že by ste museli vyhodiť celé auto... počas životnosti auta bude náhradné, pretože vo všeobecnosti je stále dobré, ale ten lacný/ľahko vymeniteľný diel je opotrebovaný – na tom nič nové...
V praxi sa pravdepodobne stále výrazne prepracováva, aby sa zabezpečilo, že spĺňa bezpečnostné normy atď., ako väčšina rámov/karosérií/sedadiel automobilov, kvôli namáhaniu, ktorému bude vystavený pri bežnom používaní... v mieste predaja, pokiaľ to nevyžaduje zákon vo vašej oblasti.
„Je to len pánt,“ ale je to aj príklad navrhovania súčiastky na konkrétnu životnosť. Keď sa to aplikuje na zvyšok vášho auta, vaše auto sa časom zmení na chaos.
Škandál je výsledkom ich častej (MP3, vidím!) patentovej ochrany.
Celá americká ekonomika je postavená na takomto „čipe“. Podľa niektorých štandardov to funguje :-/.
Fraunhofer sa venoval veľkej vedeckej práci. Nielen aplikovanému, ale aj základnému výskumu. To všetko stojí peniaze. Ak to chcete robiť bez patentov a licencií, musíte im poskytnúť viac vládnych prostriedkov. S licenciami a patentmi znášajú časť nákladov aj ľudia v iných krajinách, pretože aj oni profitujú z technológie. Okrem toho sú všetky tieto štúdie veľmi dôležité pre udržanie konkurencieschopnosti odvetvia.
Podľa ich webovej stránky je časť vašej dane okolo 30 % (Grundfinanzierung), zvyšok pochádza aj zo zdrojov dostupných iným spoločnostiam. Príjmy z patentov sú pravdepodobne súčasťou týchto 70 %, takže ak to nezohľadníte, bude buď menej rozvoja, alebo viac daní.
Z nejakého neznámeho dôvodu je nehrdzavejúca oceľ zakázaná a neobľúbená pre karosériu, motor, prevodovku a komponenty zavesenia kolies. Nehrdzavejúcu oceľ možno nájsť iba v niektorých drahých výfukových rúrach, bude to šmejd ako martenzitická AISI 410, ak chcete dobrý a odolný výfuk, budete musieť na výrobu niečoho takého použiť AISI 304/316.
Takže všetky otvory v takýchto častiach sa nakoniec upchajú mokrou hlinou a súčiastky začnú veľmi rýchlo hrdzavieť. Pretože súčiastka je navrhnutá pre čo najnižšiu hmotnosť, akákoľvek hrdza ju okamžite oslabí na danú úlohu. Mali by ste šťastie, keby tou časťou bol len pánt dverí alebo nejaká menej dôležitá vnútorná výstuha či páka. Ak máte nejaké časti zavesenia kolies, prevodovky alebo niečo podobné, máte veľký problém.
PS: Pozná niekto auto z nehrdzavejúcej ocele, ktoré bolo vystavené vlhkosti, odmrazovaniu a nečistotám po celej karosérii a na väčšine jej karosérie? Všetky ramená zavesenia kolies, kryty ventilátorov chladiča atď. sa dajú kúpiť za akúkoľvek cenu. Viem o DeLoreane, ale bohužiaľ má z nehrdzavejúcej ocele iba vonkajšie panely a nie celú karosériu a ďalšie dôležité detaily.
Za auto s karosériou/rámom/zavesením kolies/výfukovým systémom z nehrdzavejúcej ocele by som zaplatil viac, ale to znamená cenovú nevýhodu. Materiál je nielen drahší, ale aj ťažšie sa lisuje a zvára. Pochybujem, že bloky a hlavy motora z nehrdzavejúcej ocele dávajú zmysel.
Je to tiež veľmi ťažké. Podľa dnešných štandardov spotreby paliva nehrdzavejúca oceľ neprináša žiadne výhody. Bude trvať desaťročia, kým sa kompenzujú náklady na uhlíkovú stopu auta vyrobeného prevažne z nehrdzavejúcej ocele, aby sa znovu získali výhody odolnosti materiálu.
Prečo si to myslíte? Nerezová oceľ má rovnakú hustotu, ale je o niečo pevnejšia. (AISI 304 – 8000 kg/m^3 a 500 MPa, 945 – 7900-8100 kg/m^3 a 450 MPa). Pri rovnakej hrúbke plechu má teleso z nehrdzavejúcej ocele rovnakú hmotnosť ako bežné oceľové teleso. A nemusíte ich natierať, takže nie je potrebný žiadny ďalší základný náter/farba/lak.
Áno, niektoré autá sú vyrobené z hliníka alebo dokonca titánu, takže sú ľahšie, ale väčšinou patria do high-end segmentu trhu a kupujúci nemajú problém kúpiť si každý rok nové autá. Okrem toho hliník tiež hrdzavie, v niektorých prípadoch dokonca rýchlejšie ako oceľ.
Nerezová oceľ sa v žiadnom prípade ťažšie lisuje a zvára. Je to jeden z najľahšie zvárateľných materiálov a vďaka svojej vyššej ťažnosti ako bežná oceľ sa dá tvarovať do zložitejších tvarov. Hľadajte hrnce, drezy a iné výlisky z nehrdzavejúcej ocele, ktoré sú bežne dostupné. Veľký drez z nehrdzavejúcej ocele AISI 304 stojí oveľa menej a má zložitejší tvar ako akýkoľvek predný blatník vylisovaný z tejto úbohej oceľovej fólie. Časti karosérie môžete ľahko tvarovať z vysoko kvalitnej nehrdzavejúcej ocele na bežných formách a formy vydržia dlhšie. V Sovietskom zväze niektorí ľudia pracujúci v automobilkách niekedy vyrábali časti karosérie z nehrdzavejúcej ocele na továrenských zariadeniach, aby nahradili svoje autá. Stále môžete nájsť starú Volgu (GAZ-24) s spodkom, kufrom alebo krídlami vyrobenými z nehrdzavejúcej ocele. Ale po rozpade Sovietskeho zväzu sa to stalo nemožným. Neviem prečo a ako, a teraz nikto nebude súhlasiť s tým, že za vás zarobí peniaze. Tiež som nepočul o tom, že by sa časti karosérie z nehrdzavejúcej ocele vyrábali v západných alebo treťom svete. Všetko, čo som našiel, bol džíp z nehrdzavejúcej ocele, ale POZRITE SI, panely z nehrdzavejúcej ocele boli reprodukované ručne, nie z továrne. Existuje aj príbeh o fanúšikoch WV Golf Mk2, ktorí sa snažili objednať várku blatníkov z nehrdzavejúcej ocele od výrobcov náhradných dielov ako Klokkerholm, ktorí ich zvyčajne vyrábajú z obyčajnej ocele. Všetci títo výrobcovia okamžite a hrubo prerušili akúkoľvek diskusiu na túto tému, nieto ešte o cene. Takže si v tejto oblasti nemôžete nič objednať za žiadne peniaze, ani vo veľkom.
Súhlasím, preto som v zozname nespomenul motor. Hrdza určite nie je hlavný problém motora.
Nerezová oceľ je drahšia, to áno, ale puzdro z nehrdzavejúcej ocele vôbec netreba natierať. Cena nalakovaného dielu karosérie je oveľa vyššia ako samotný diel. Puzdro z nehrdzavejúcej ocele teda môže byť lacnejšie ako hrdzavé a vydrží takmer večne. Jednoducho vymeňte opotrebované gumené puzdrá a kĺby na vašom vozidle a nebudete si musieť kupovať nové auto. Keď to dáva zmysel, môžete dokonca vymeniť motor za niečo účinnejšie alebo dokonca elektrický. Žiadny odpad, žiadne zbytočné narúšanie životného prostredia pri stavbe nových áut alebo prevádzke starých. Z nejakého dôvodu sa však táto ekologická metóda vôbec nenachádza v zoznamoch ekológov a výrobcov.
Koncom 70. rokov 20. storočia remeselníci na Filipínach ručne vyrábali nové diely karosérie z nehrdzavejúcej ocele pre jeepney. Pôvodne boli vyrobené z džípov, ktoré zostali z druhej svetovej vojny a kórejskej vojny, ale okolo roku 1978 boli všetky zrušené, pretože sa ich zadná časť dala natiahnuť a zmestilo sa do nich veľa jazdcov. Museli si preto postaviť nové od základov a použiť nehrdzavejúcu oceľ, aby karoséria nehrdzavela. Na ostrove obklopenom slanou vodou je to dobré.
Nerezový plech nemá materiál ekvivalentný oceli HiTen. To je rozhodujúce pre bezpečnosť, spomeňte si na prvé testy euroNCAP na čínskych autách, ktoré tento typ špeciálnej ocele nepoužívali. Pre zložité diely nič neprekoná liatinu GS: lacná, s vysokými odlievacími vlastnosťami a odolnosťou voči hrdzi. Posledným klincom do rakvy je cena. Nerezová oceľ je naozaj drahá. Používajú príklad športového auta z dobrého dôvodu, kde na cene nezáleží, ale pre VW to v žiadnom prípade nie.
Používaním našej webovej stránky a služieb výslovne súhlasíte s umiestnením našich výkonnostných, funkčných a reklamných súborov cookie. Zistite viac