Med hjälp av verktygen i 3D Spark-programvaran analyserade teamet olika faktorer som påverkar produktionskostnaderna. Vissa av dem är specifika för delar, medan andra är specifika för processer. Till exempel, orientera delar för att minimera stöd och maximera byggbara ytor.
Genom att simulera krafter vid ett gångjärn kan dessa verktyg ta bort material som har liten effekt. Detta resulterar i en viktminskning på 35 %. Mindre material innebär också snabbare utskriftstider, vilket ytterligare minskar kostnaderna.
Ärligt talat borde det de gör inte vara nytt för någon som är involverad i 3D-utskrift. Det är vettigt att arrangera delen på ett rimligt sätt. Vi har sett spillmaterial tas bort i 3D-utskrift och traditionell tillverkning. Det mest intressanta är att använda verktyg som hjälper till att automatisera denna optimering. Vi vet inte hur mycket programvaran kommer att kosta, och vi gissar att den inte riktar sig till hobbymarknaden för 3D-utskrift. Men undrar vi vad som kan göras, misstänker vi att man med lite knäsmörjning och modellering i tillgänglig programvara kan få liknande resultat.
I teorin borde alla verktyg som kan utföra finita elementanalys kunna bestämma vilket material som ska tas bort. Vi har noterat att biltillverkare använder 3D-utskrift.
"Genom att simulera krafter vid gångjärnet kan dessa verktyg ta bort material som inte har någon betydande inverkan. Jag är inte ingenjör, men jag läste detta och tänkte på finita elementanalys. Sedan såg jag dig i den näst sista meningen. Nämnde det. Självklart gör biltillverkare redan det. Jämför vi hur? Tillhandahåller den här modellen kraft i nödsituationer såväl som vid normal användning?"
Varje kant, dal och avrundning kräver maskintid och verktygsslitage. Ytterligare verktygsbyten kan behövas, och när man arbetar på en annan yta kan delar behöva bearbetas och sättas fast igen för att få dem i en orientering som kan skapa flera fickor – om de kan ha ett rimligt verktyg runtom.
Jag tror att man skulle kunna använda en maskin med fler frihetsgrader för att vrida detaljen till bästa möjliga vinkel… Men till vilket pris?
3D-utskrift har vanligtvis inga sådana formbegränsningar, vilket gör komplexa delar lika enkla som enkla.
Å andra sidan är fördelen med traditionell subtraktiv bearbetning att materialet tenderar att vara isotropiskt, det är lika starkt i alla riktningar, och utan inre plankor behöver man inte oroa sig för dålig bindning på grund av dålig sintring. Det är också möjligt att gå igenom ett valsverk (ett billigt steg) för att ge det en bra kornstruktur.
Alla 3D-utskriftsmetoder har formbegränsningar. Även delar av SLM. Som du kanske tror spelar SLM:s isotropa natur egentligen ingen roll. Maskinerna och processerna som används dagligen ger mycket konsekventa resultat.
Prissättningen i sig är dock ett annat problem. Inom flygindustrin är det svårt att vara verkligt konkurrenskraftig med 3D-utskrift.
Jag skulle säga att flygindustrin är en av få platser där kostnaden för 3D-utskrift av metall kan motiveras. De initiala tillverkningskostnaderna är en liten bråkdel av kostnaden för en flyg- och rymdprodukt, och vikten är så viktig att det är lätt att hitta en användning för den. Jämfört med de skyhöga kostnaderna för kvalitetssäkring av kompositdelar kan en skicklig tryckprocess och kritisk dimensionsinspektion ge verkliga kostnadsbesparingar och en frisk fläkt.
Det mest uppenbara exemplet är allt som skrivs ut i raketmotorer idag. Man kan eliminera många punkter av otillfredsställande kvalitet i komplexa rörledningar samtidigt som man minskar returledningsförluster och vikt. Jag tror att vissa motormunstycken är 3D-utskrivna (kanske superdraco?). Jag minns vagt nyheter om någon sorts utskrivet metallfäste på Boeings flygplan.
Produkter som marinens nya störsändare och andra nya utvecklingar kan ha många 3D-printade fästen. Fördelen med topologioptimerade delar är att hållfasthetsanalys är integrerad i designprocessen och utmattningsanalys är direkt kopplad till den.
Det kommer dock att dröja ett tag innan saker som DMLS verkligen blir populära inom fordonsindustrin och tillverkningsindustrin. Vikt spelar mycket mindre roll.
En tillämpning där det fungerar bra är i hydrauliska/pneumatiska grenrör. Möjligheten att göra böjda kanaler och hålrum för krympplast är mycket användbar. Dessutom måste man för certifieringsändamål fortfarande göra ett 100 % stresstest, så man behöver inte en stor säkerhetsfaktor (spänningen är ganska hög ändå).
Problemet är att många företag skryter om att de har en SLM-skrivare, men få vet hur man använder den. Dessa skrivare används bara för snabb prototyptillverkning och står stilla för det mesta. Eftersom detta fortfarande anses vara ett nytt område förväntas skrivarna minska i värde som mjölk och bör skrotas inom 5 år. Det betyder att även om den faktiska kostnaden kan vara mycket låg, är det verkligen svårt att få ett rimligt pris för ett produktionsjobb.
Dessutom är tryckkvaliteten beroende av materialets värmeledningsförmåga, vilket innebär att aluminium tenderar att skapa ytjämnheter som kan leda till irriterande utmattningsprestanda (inte för att ett grenrör behöver dem om du designar för det). Även om TiAlV6 skriver ut utmärkt och har bättre hållfasthetsegenskaper än baskvalitet 5, finns aluminium mestadels som AlSi10Mg, vilket inte är den starkaste legeringen. T6, även om det är lämpligt för gjutgods av samma material, är inte lämpligt för SLM-delar. Scalmaloy är återigen bra men svårt att licensiera, få erbjuder det, du kan också använda Ti med tunnare väggar.
De flesta företag behöver också en arm och ett ben, 20 prover och ditt första barn för att bearbeta den tryckta delen. Även om det funktionellt sett i princip är detsamma som de maskinbearbetade gjutgodsen som det tog pengar och slantar att tillverka i åratal, tror de att de tryckta delarna är magiska och kunderna tror att de har djupa fickor. Dessutom har AS9100-certifierade företag i allmänhet inte brist på jobb och tycker om att göra det de har gjort länge och vet att de kan tjäna pengar på det och kan göra det utan att bli anklagade för en flygolycka.
Så ja: flygindustrin kan dra nytta av SLM-delar, och vissa av dem gör det, men branschens egenheter och de företag som tillhandahåller tjänsten har fastnat på 70-talet, vilket gör saker och ting lite svårare. Den enda verkliga utvecklingen är motorn, där tryckta bränsleinsprutare har blivit vanliga. För oss personligen är kampen om leveranser med ASML en uppförsbacke.
Avgasrör för 3D-utskrift i rostfritt stål P-51D. https://www.3dmpmag.com/article/?/powder-bed-systems/laser/a-role-in-military-fleet-readiness
Andra faktorer som är förknippade med bearbetningskostnader är hanteringen av kylvätskeförluster på grund av spjälkning och avdunstning. Dessutom måste spånorna bearbetas. All spånreduktion i massproduktion kan resultera i betydande besparingar.
Detta kallas ofta topologidesign, och som du kanske gissar är det ytterligare en analysnivå utöver FEA. Det har verkligen blivit populärt först under de senaste åren i takt med att verktygen blivit mer tillgängliga.
När du ser namnet Fraunhofer är det patenterat och tillverkargemenskapen kommer att förbjudas att använda det under en mycket lång tid.
Med andra ord: vi har uppfunnit ett nytt sätt att se till att du får din bil utbytt så snart din garanti löper ut.
Jag ser inte sambandet mellan lättare dörrgångjärn och en ondskefull konspiration som får dig att slänga hela din bil i soporna?
Analys av utmattningslivslängd är en sak; om man bara optimerar materialets hållfasthet kommer det att bli en del som inte fungerar.
Även om de konstruerade den så avsiktligt försvagad, kommer den inte att tröttna strax efter garantins slut, det är bara ett gångjärn, men den är ny, och det är osannolikt att du kommer att behöva slänga hela bilen ... det kommer en ersättningsbil under bilens livstid, eftersom den i allmänhet fortfarande är bra, men den där billiga/enkla ersättningsdelen är sliten – inget nytt med det ...
I praktiken, för att säkerställa att den uppfyller säkerhetsstandarder etc., är den förmodligen fortfarande kraftigt omkonstruerad, liksom de flesta bilramar/karosser/säten, på grund av de påfrestningar den kommer att utsättas för vid normal användning. . försäljningsställe, såvida det inte krävs enligt lag i ditt område.
”Det är bara ett gångjärn” men det är också ett exempel på hur man designar en del för en specifik livslängd. När den appliceras på resten av din bil kommer den att förvandlas till en skrotbil med tiden.
Skandalen är resultatet av deras frekventa (MP3, ser jag!) patentskydd.
Hela den amerikanska ekonomin är byggd på ett sådant "chip". Enligt vissa måttstockar fungerar det :-/.
Fraunhofer gjorde mycket vetenskap. Inte bara tillämpad, utan även grundforskning. Allt kostar pengar. Om man vill göra det utan patent och licenser måste man ge dem mer statlig finansiering. Med licenser och patent bär även människor i andra länder en del av kostnaden eftersom de också drar nytta av tekniken. Dessutom är alla dessa studier mycket viktiga för att upprätthålla branschens konkurrenskraft.
Enligt deras hemsida är en del av din skatt runt 30 % (Grundfinanzierung), resten kommer också från källor som är tillgängliga för andra företag. Patentinkomster är förmodligen en del av de 70 %, så om du inte tar hänsyn till det blir det antingen mindre utveckling eller mer skatt.
Av någon okänd anledning är rostfritt stål förbjudet och impopulärt för karosseri-, motor-, växellåda- och fjädringskomponenter. Rostfritt stål finns bara i vissa dyra avgasrör, det kommer att vara skit som martensitisk AISI 410, om du vill ha ett bra, hållbart avgasrör måste du använda AISI 304/316 själv för att tillverka något liknande.
Så alla hål i sådana delar kommer så småningom att täppas till av våt jord och delarna kommer att börja rosta mycket snabbt. Eftersom delen är konstruerad för lägsta möjliga vikt, kommer all rost omedelbart att göra den för svag för jobbet. Du skulle ha tur om den delen bara var ett dörrgångjärn, eller någon mindre viktig intern stag eller spak. Om du har några fjädringsdelar, transmissionsdelar eller något liknande, har du stora problem.
PS: Känner någon till en bil i rostfritt stål som har utsatts för fukt, isbildning och smuts över hela och större delen av karossen? Alla bärarmar, kylfläkthus etc. kan köpas till vilket pris som helst. Jag vet om DeLorean, men tyvärr har den bara ytterpaneler i rostfritt stål och inte hela karossstrukturen och andra viktiga detaljer.
Jag skulle betala mer för en bil med kaross/ram/fjädring/avgassystem i rostfritt stål, men det innebär en prisnackdel. Materialet är inte bara dyrare, utan också svårare att forma och svetsa. Jag tvivlar på att motorblock och topplock i rostfritt stål är vettiga.
Det är också väldigt svårt. Enligt dagens bränsleekonomiska standarder finns det inga fördelar med rostfritt stål. Det kommer att ta årtionden att kompensera för koldioxidkostnaden för en bil som till största delen är tillverkad av rostfritt stål för att återfå materialets hållbarhetsfördelar.
Varför tror du det? Rostfritt stål har samma densitet men är något starkare. (AISI 304 – 8000 kg/m^3 och 500 MPa, 945 – 7900-8100 kg/m^3 och 450 MPa). Med samma plåttjocklek har en rostfri stålkropp samma vikt som en vanlig stålkropp. Och du behöver inte måla dem, så ingen extra grundfärg/färg/lack.
Ja, vissa bilar är tillverkade av aluminium eller till och med titan, så de är lättare, men de är mestadels i det övre marknadssegmentet och köpare har inga problem med att köpa nya bilar varje år. Dessutom rostar aluminium också, i vissa fall till och med snabbare än stål.
Rostfritt stål är inte på något sätt svårare att forma och svetsa. Det är ett av de enklaste materialen att svetsa, och på grund av dess högre duktilitet än vanligt stål kan det formas till mer komplexa former. Håll utkik efter kastruller, diskhoar och andra stansningar av rostfritt stål som är allmänt tillgängliga. En stor diskho i rostfritt stål AISI 304 kostar mycket mindre och är mer intrikat formad än någon framskärm stansad av den där stackars stålfolien. Du kan enkelt forma karossdelar med hjälp av högkvalitativt rostfritt stål på vanliga formar och formarna kommer att hålla längre. I Sovjetunionen tillverkade vissa personer som arbetade i bilfabriker ibland karossdelar av rostfritt stål på fabriksutrustning för att ersätta sina bilar. Du kan fortfarande hitta den gamla Volgan (GAZ-24) med en botten, bagageutrymme eller vingarna gjorda av rostfritt stål. Men detta blev omöjligt efter Sovjetunionens kollaps. Jag vet inte varför och hur, och nu kommer ingen att gå med på att tjäna några pengar åt dig. Jag har inte heller hört talas om karossdelar av rostfritt stål som tillverkas i västerländska eller tredje världens fabriker. Allt jag kunde hitta var en jeep i rostfritt stål, men RÄTTSLIGEN var panelerna i rostfritt stål reproducerade för hand, inte fabriksmonterade. Det finns också en historia om Golf Mk2-fans i West Virginia som försökte beställa ett parti skärmar i rostfritt stål från eftermarknadstillverkare som Klokkerholm, som vanligtvis tillverkar dem av vanligt stål. Alla dessa tillverkare avbröt omedelbart och oförskämt allt prat om detta ämne, inte ens priset. Så man kan inte ens beställa något för några pengar i det här området, inte ens i bulk.
Håller med, det är därför jag inte nämnde motorn i listan. Rost är definitivt inte motorns största problem.
Rostfritt stål är dyrare, visst, men det rostfria höljet behöver inte målas alls. Kostnaden för en målad karossdel är mycket högre än själva delen. Därför kan ett rostfritt hölje vara billigare än ett rostigt och kommer att hålla nästan för evigt. Byt bara ut de slitna gummibussningarna och lederna på ditt fordon så behöver du inte köpa en ny bil. När det är vettigt kan du till och med byta ut motorn mot något mer effektivt eller till och med elektriskt. Inget avfall, ingen onödig miljöstörning när du bygger nya bilar eller använder gamla. Men av någon anledning finns denna miljövänliga metod inte alls med på listorna hos ekologer och tillverkare.
I slutet av 1970-talet tillverkade hantverkare på Filippinerna nya rostfria karossdelar till jeepneys för hand. De byggdes ursprungligen av jeepar som överblev från andra världskriget och Koreakriget, men runt 1978 kapades alla av eftersom de kunde sträcka ut bakdelen för att rymma många förare. Så de var tvungna att bygga nya från grunden och använda rostfritt stål för att förhindra att karossen rost. På en ö omgiven av saltvatten är detta bra.
Rostfri stålplåt har inget material som motsvarar HiTen-stål. Detta är avgörande för säkerheten, kom ihåg de första euroNCAP-testerna på kinesiska bilar som inte använde denna typ av specialstål. För komplexa delar slår inget GS-gjutjärn: billigt, med höga gjutegenskaper och rostbeständighet. Den sista spiken i kistan är priset. Rostfritt stål är riktigt dyrt. De använder exemplet med en sportbil av en god anledning där kostnaden inte spelar någon roll, men för VW absolut inte.
Genom att använda vår webbplats och våra tjänster samtycker du uttryckligen till placeringen av våra prestanda-, funktionalitets- och annonscookies. Läs mer