Ekip, 3D Spark yazılımının araçlarını kullanarak üretim maliyetlerini etkileyen çeşitli faktörleri analiz etti. Bunlardan bazıları parçalara özgü, bazıları ise süreçlere özgüdür. Örneğin, destekleri en aza indirgemek ve üretilebilir yüzeyleri en üst düzeye çıkarmak için parçaların yönlendirilmesi gibi.
Bu aletler, menteşe noktasındaki kuvvetleri simüle ederek, etkisi az olan malzemeyi ortadan kaldırabilir. Bu da %35'lik bir ağırlık kaybına yol açar. Daha az malzeme ayrıca daha hızlı baskı süreleri anlamına gelir ve maliyetleri daha da düşürür.
Dürüst olmak gerekirse, yaptıkları şey 3D baskı ile ilgilenen herkes için yeni olmamalı. Parçayı makul bir şekilde düzenlemek mantıklı. 3D baskıda ve geleneksel üretimde atık malzemenin nasıl ortadan kaldırıldığını gördük. En ilginç olanı ise bu optimizasyonu otomatikleştirmeye yardımcı olan araçları kullanmak. Yazılımın ne kadar maliyetli olacağını bilmiyoruz ve hobi amaçlı 3D baskı pazarına yönelik olmadığını tahmin ediyoruz. Ancak ne yapılabileceğini merak ederek, mevcut yazılımlarda biraz ince ayar ve modelleme ile benzer sonuçlar elde edilebileceğini düşünüyoruz.
Teorik olarak, sonlu eleman analizi yapabilen herhangi bir araç, çıkarılacak malzemeyi de belirleyebilmelidir. Otomobil üreticilerinin 3D baskı teknolojisini kullandığını fark ettik.
“Menteşedeki kuvvetleri simüle ederek, bu aletler önemli bir etkiye sahip olmayan malzemeyi çıkarabilir. Mühendis değilim ama bunu okuyunca Sonlu Eleman Analizi aklıma geldi. Sonra sondan bir önceki cümlede sizi gördüm. Bahsetmişsiniz. Tabii ki otomobil üreticileri zaten bunu yapıyor. Nasıl karşılaştıracağız? Bu model hem acil durumlarda hem de normal kullanımda kuvvet sağlıyor mu?”
Her kenar, vadi ve köşe yuvarlatması makine zamanı ve takım aşınması gerektirir. Bazı ek takım değişiklikleri gerekebilir ve farklı bir yüzeyde çalışırken, parçaların birden fazla cep oluşturabilecek bir yöne getirilmesi için işlenmesi ve yeniden takılması gerekebilir - eğer her tarafında makul bir takım bulunabiliyorsa.
Bence parçayı en iyi açıya getirmek için daha fazla serbestlik derecesine sahip bir makine kullanabilirsiniz... Ama bunun maliyeti ne olur?
3D baskının genellikle bu tür şekil kısıtlamaları yoktur; bu da karmaşık parçaların basit parçalar kadar kolay üretilmesini sağlar.
Öte yandan, geleneksel talaşlı imalat yönteminin avantajı, malzemenin izotropik olma eğiliminde olması, her yönde eşit derecede güçlü olması ve iç düzlemlerin olmaması nedeniyle kötü sinterlemeden kaynaklanan zayıf yapışma konusunda endişelenmenize gerek kalmamasıdır. Ayrıca, iyi bir tane yapısı kazandırmak için haddeleme işleminden (ucuz bir adım) geçirmek de mümkündür.
Tüm 3D baskı yöntemlerinin şekil sınırlamaları vardır. SLM'nin bazı kısımlarında bile. Düşünebileceğiniz gibi, SLM'nin izotropik yapısı aslında pek önemli değil. Günlük olarak kullanılan makineler ve süreçler çok tutarlı sonuçlar veriyor.
Ancak fiyatlandırma başlı başına ayrı bir konu. Havacılık ve uzay endüstrisinde 3D baskı teknolojisinin gerçekten rekabetçi olması zor.
Bence havacılık ve uzay endüstrisi, metal 3D baskının maliyetinin haklı çıkarılabileceği nadir alanlardan biridir. İlk üretim maliyetleri, bir havacılık ürününün maliyetinin çok küçük bir bölümünü oluştururken, ağırlık o kadar önemlidir ki, bu teknolojiye kolayca bir kullanım alanı bulunabilir. Kompozit parçalar için yüksek kalite güvence maliyetleriyle karşılaştırıldığında, yetenekli bir baskı süreci ve kritik boyut denetimi, gerçek maliyet tasarrufu ve yeni bir soluk getirebilir.
En bariz örnek, günümüzde roket motorlarında kullanılan her şeyin 3 boyutlu yazıcıyla üretilmesidir. Karmaşık boru hatlarındaki birçok yetersiz kalite noktasını ortadan kaldırırken, geri dönüş hattı kayıplarını ve ağırlığı da azaltabilirsiniz. Sanırım bazı motor nozulları 3 boyutlu yazıcıyla üretiliyor (belki Superdraco?). Boeing yolcu uçaklarında kullanılan bir tür baskılı metal braket hakkında da haberler hatırlıyorum.
Donanmanın yeni sinyal bozucu cihazları ve diğer yeni gelişmeler gibi ürünlerde birçok 3D yazıcıda üretilmiş bağlantı parçası bulunabilir. Topoloji optimizasyonlu parçaların avantajı, mukavemet analizinin tasarım sürecine entegre edilmesi ve yorulma analizinin doğrudan buna bağlanmasıdır.
Ancak DMLS gibi teknolojilerin otomotiv ve imalat sektörlerinde gerçekten yaygınlaşması biraz zaman alacak. Ağırlık artık çok daha az önem taşıyor.
İyi sonuç verdiği uygulamalardan biri hidrolik/pnömatik manifoldlardır. Isı ile büzüşen malzemeler için kavisli kanallar ve boşluklar oluşturabilme özelliği çok kullanışlıdır. Ayrıca, sertifikasyon amacıyla yine de %100 gerilim testi yapmanız gerektiğinden, büyük bir güvenlik faktörüne ihtiyacınız yoktur (gerilim zaten oldukça yüksektir).
Sorun şu ki, birçok şirket SLM yazıcıya sahip olmakla övünüyor, ancak çok azı onu nasıl kullanacağını biliyor. Bu yazıcılar sadece hızlı prototipleme için kullanılıyor ve çoğu zaman atıl durumda kalıyor. Bu alan hala yeni kabul edildiğinden, yazıcıların değerinin süt gibi hızla düşmesi ve 5 yıl içinde hurdaya çıkarılması bekleniyor. Bu da, gerçek maliyet çok düşük olsa bile, üretim işi için makul bir fiyat almanın gerçekten zor olduğu anlamına geliyor.
Ayrıca, baskı kalitesi malzemenin ısı iletkenliğine bağlıdır; yani alüminyum, can sıkıcı yorulma performansına yol açabilen yüzey pürüzlülüğü oluşturma eğilimindedir (eğer tasarım yapıyorsanız, manifoldun buna ihtiyacı yoktur). Ayrıca, TiAlV6 mükemmel baskı kalitesine sahip olup temel sınıf 5'ten daha iyi mukavemet özelliklerine sahip olsa da, alüminyum çoğunlukla en güçlü alaşım olmayan AlSi10Mg olarak mevcuttur. T6, aynı malzemenin dökümü için uygun olsa da, SLM parçaları için uygun değildir. Scalmaloy yine harika bir seçenektir ancak lisanslaması zordur, az sayıda firma sunmaktadır; ayrıca daha ince duvarlı Ti de kullanabilirsiniz.
Çoğu şirket, basılı parçayı işlemek için bir kol ve bir bacak, 20 numune ve hatta ilk çocuğunuzu bile istiyor. İşlevsel olarak, yıllarca çok ucuza mal olan işlenmiş dökümlerle esasen aynı olsa da, basılı parçaların sihirli olduğunu düşünüyorlar ve müşteriler de onların çok zengin olduğunu sanıyor. Ayrıca, AS9100 sertifikalı şirketlerin genellikle iş sıkıntısı çekmediği, uzun zamandır yaptıkları işten keyif aldıkları ve bundan para kazanabileceklerini bildikleri ve bir uçak kazasına karışmakla suçlanmadan bunu yapabilecekleri biliniyor.
Evet, havacılık endüstrisi SLM parçalarından faydalanabilir ve bazıları da faydalanıyor, ancak sektörün ve bu hizmeti sağlayan şirketlerin kendine özgü özellikleri 70'lerde kalmış durumda, bu da işleri biraz daha zorlaştırıyor. Tek gerçek gelişme, baskılı yakıt enjektörlerinin yaygınlaştığı motor alanında yaşanıyor. Bizim için ise ASML ile tedarik mücadelesi oldukça zorlu bir süreç.
3D baskı için paslanmaz çelik P-51D egzoz borusu. https://www.3dmpmag.com/article/?/powder-bed-systems/laser/a-role-in-military-fleet-readiness
İşleme maliyetleriyle ilgili diğer faktörler arasında, talaş dökülmesi ve buharlaşma nedeniyle oluşan soğutma sıvısı kayıplarının yönetimi yer almaktadır. Ayrıca, talaşların işlenmesi de gereklidir. Seri üretimde talaş miktarındaki herhangi bir azalma, önemli ölçüde tasarruf sağlayabilir.
Bu genellikle topoloji tasarımı olarak adlandırılır ve tahmin edebileceğiniz gibi, sonlu elemanlar analizinin (FEA) üzerine kurulu bir başka analiz düzeyidir. Araçların daha erişilebilir hale gelmesiyle birlikte son birkaç yılda gerçekten yaygınlaştı.
Fraunhofer adını gördüğünüz her yer patentlidir ve üretici topluluğunun bu adı çok uzun bir süre kullanması yasaklanacaktır.
Başka bir deyişle: Garanti süreniz biter bitmez aracınızın değiştirilmesini sağlamak için yeni bir yöntem geliştirdik.
Daha hafif kapı menteşeleri ile sizi tüm arabanızı çöpe atmaya zorlayan kötü bir komplo arasında bir bağlantı göremiyorum?
Yorulma ömrü analizi ayrı bir konudur; sadece malzeme dayanımını optimize ederseniz, sonuçta çalışmayan bir parça elde edersiniz.
Kasıtlı olarak bu kadar zayıf tasarlanmış olsa bile, garanti süresi bittikten kısa süre sonra bozulmaz, sadece bir menteşe ama yeni ve tüm arabayı atmak zorunda kalmanız pek olası değil… Arabanın ömrü boyunca bir yedek araba olacaktır, çünkü genel olarak hala iyidir, ancak o ucuz/kolay yedek parça aşınır – bunda yeni bir şey yok…
Pratikte, güvenlik standartlarını vb. karşıladığından emin olmak için, normal kullanımda maruz kalacağı gerilmelere bağlı olarak, çoğu otomobil şasisi/gövdesi/koltuğu gibi, muhtemelen hala büyük ölçüde yeniden tasarlanmaktadır. Satış noktasında, bölgenizdeki yasalar gerektirmediği sürece.
“Bu sadece bir menteşe” ama aynı zamanda belirli bir kullanım ömrü için tasarlanmış bir parçanın örneği. Arabanızın geri kalanına uygulandığında, arabanız zamanla hurda bir hale gelecektir.
Skandal, sık sık (MP3, anladım!) patent koruması kullanmalarının bir sonucu.
ABD ekonomisinin tamamı böyle bir "çip" üzerine kurulu. Bazı ölçütlere göre işe yarıyor :-/.
Fraunhofer çok fazla bilimsel çalışma yaptı. Sadece uygulamalı değil, temel araştırmalar da. Bunların hepsi para gerektiriyor. Patent ve lisans olmadan bunu yapmak istiyorsanız, onlara daha fazla devlet fonu vermeniz gerekiyor. Lisans ve patentlerle, diğer ülkelerdeki insanlar da teknolojiden faydalandıkları için maliyetin bir kısmını karşılıyorlar. Ayrıca, tüm bu çalışmalar endüstrinin rekabet gücünü korumak için çok önemli.
Web sitelerine göre, verginizin bir kısmı yaklaşık %30 (Temel Finansman) olup, geri kalanı da diğer şirketlerin erişebildiği kaynaklardan geliyor. Patent geliri muhtemelen bu %70'lik dilimin bir parçasıdır, bu nedenle bunu hesaba katmazsanız, ya daha az gelişme olur ya da daha fazla vergi ödersiniz.
Bilinmeyen bir nedenden dolayı, paslanmaz çelik gövde, motor, şanzıman ve süspansiyon parçaları için yasaklanmış ve popüler değil. Paslanmaz çelik sadece bazı pahalı egzoz borularında bulunabiliyor, bunlar da martensitik AISI 410 gibi kalitesiz malzemeler oluyor; iyi ve dayanıklı bir egzoz istiyorsanız, AISI 304/316 kullanarak kendiniz bir şeyler üretmeniz gerekecek.
Bu nedenle, bu tür parçalardaki tüm delikler zamanla ıslak toprakla tıkanacak ve parçalar çok hızlı bir şekilde paslanmaya başlayacaktır. Parça mümkün olan en düşük ağırlık için tasarlandığından, herhangi bir paslanma onu hemen işlevsiz hale getirecektir. Eğer bu parça sadece bir kapı menteşesi veya daha az önemli bir iç destek veya kol ise şanslısınız demektir. Süspansiyon parçaları, şanzıman parçaları veya benzeri bir şey söz konusuysa, büyük bir sorunla karşı karşıyasınız demektir.
PS: Herhangi bir aracımda, neme, buz çözme işlemine ve kire maruz kalmış, ayrıca gövdesinin büyük bir kısmı paslanmaz çelikten yapılmış bir araç var mı? Süspansiyon kolları, radyatör fanı muhafazaları vb. her fiyata satın alınabilir. DeLorean'ı biliyorum, ancak maalesef sadece dış panelleri paslanmaz çelikten yapılmış, gövde yapısı ve diğer önemli detayları değil.
Paslanmaz çelik gövde/şasi/süspansiyon/egzoz sistemine sahip bir araba için daha fazla para öderdim, ancak bu da fiyat dezavantajı anlamına gelir. Malzeme sadece daha pahalı değil, aynı zamanda kalıplanması ve kaynaklanması da daha zor. Paslanmaz çelik motor blokları ve silindir kapaklarının mantıklı olduğunu sanmıyorum.
Ayrıca çok zor. Günümüzün yakıt ekonomisi standartlarına göre, paslanmaz çeliğin hiçbir avantajı yok. Çoğunluğu paslanmaz çelikten yapılmış bir arabanın karbon maliyetini dengelemek ve malzemenin dayanıklılık avantajlarını yeniden kazanmak on yıllar alacak.
Neden böyle düşünüyorsunuz? Paslanmaz çelik aynı yoğunluğa sahip ancak biraz daha güçlüdür. (AISI 304 – 8000 kg/m³ ve 500 MPa, 945 – 7900-8100 kg/m³ ve 450 MPa). Aynı sac kalınlığında, paslanmaz çelik bir gövde normal çelik bir gövdeyle aynı ağırlığa sahiptir. Ayrıca boyamanıza gerek yok, bu nedenle ekstra astar/boya/vernik kullanmanıza da gerek kalmaz.
Evet, bazı arabalar alüminyumdan hatta titanyumdan yapılıyor, bu yüzden daha hafifler, ancak bunlar çoğunlukla üst düzey pazar segmentinde yer alıyor ve alıcılar her yıl yeni araba almakta sorun yaşamıyorlar. Ayrıca, alüminyum da paslanıyor, bazı durumlarda çelikten bile daha hızlı paslanıyor.
Paslanmaz çeliğin kalıplanması ve kaynaklanması hiçbir şekilde daha zor değildir. Kaynaklanması en kolay malzemelerden biridir ve normal çeliğe göre daha yüksek sünekliği nedeniyle daha karmaşık şekillere kalıplanabilir. Yaygın olarak bulunan tencere, lavabo ve diğer paslanmaz çelik preslenmiş parçalara dikkat edin. Büyük bir AISI 304 paslanmaz çelik lavabo, o kalitesiz çelik folyodan preslenmiş herhangi bir ön çamurluktan çok daha ucuzdur ve daha karmaşık bir şekle sahiptir. Yüksek kaliteli paslanmaz çelik kullanarak normal kalıplarda kolayca gövde parçaları oluşturabilirsiniz ve kalıplar daha uzun süre dayanır. Sovyetler Birliği'nde, otomobil fabrikalarında çalışan bazı kişiler, arabalarını değiştirmek için fabrika ekipmanlarında paslanmaz çelik gövde parçaları üretiyorlardı. Hala paslanmaz çelikten yapılmış bir alt kısım, bagaj veya çamurlukla eski Volga (GAZ-24) bulabilirsiniz. Ancak bu, Sovyetler Birliği'nin çöküşünden sonra imkansız hale geldi. Neden ve nasıl olduğunu bilmiyorum ve şimdi kimse sizin için para kazanmayı kabul etmeyecek. Ayrıca batı veya üçüncü dünya fabrikalarında paslanmaz çelik gövde parçaları üretildiğini de duymadım. Bulabildiğim tek şey paslanmaz çelik bir cip oldu, ancak hatırladığım kadarıyla paslanmaz çelik paneller fabrikada değil, elle üretiliyordu. Ayrıca, WV Golf Mk2 hayranlarının Klokkerholm gibi genellikle düz çelikten üretilen yedek parça üreticilerinden paslanmaz çelik çamurluk siparişi vermeye çalıştıklarıyla ilgili bir hikaye de var. Bu üreticilerin hepsi bu konu hakkında konuşmayı hemen ve kaba bir şekilde kesiyor, fiyattan bile bahsetmiyorlar. Yani bu bölgede hiçbir şey sipariş edemezsiniz, toplu olarak bile.
Katılıyorum, bu yüzden listede motordan bahsetmedim. Paslanma kesinlikle motorun asıl sorunu değil.
Evet, paslanmaz çelik daha pahalı, ancak paslanmaz çelik kasa hiç boyanmaya ihtiyaç duymuyor. Boyalı bir gövde parçasının maliyeti, parçanın kendisinden çok daha yüksek. Bu nedenle, paslanmaz çelik bir kasa paslı bir kasadan daha ucuz olabilir ve neredeyse sonsuza kadar dayanır. Aracınızdaki aşınmış kauçuk burçları ve bağlantı noktalarını değiştirmeniz yeterli, yeni bir araba almanıza gerek kalmaz. Mantıklı olduğunda, motoru daha verimli veya hatta elektrikli bir şeyle bile değiştirebilirsiniz. Yeni araba üretirken veya eski arabaları kullanırken atık yok, gereksiz çevresel bozulma yok. Ancak nedense, bu çevre dostu yöntem ekolojistlerin ve üreticilerin listelerinde hiç yer almıyor.
1970'lerin sonlarında, Filipinler'deki zanaatkarlar Jeepney'ler için yeni paslanmaz çelik gövde parçaları ürettiler. Bunlar başlangıçta II. Dünya Savaşı ve Kore Savaşı'ndan kalan ciplerden yapılıyordu, ancak 1978 civarında, arka kısımları çok sayıda yolcuyu alacak şekilde genişletilebildiği için hepsi üretimden kaldırıldı. Bu nedenle, sıfırdan yenilerini üretmek ve gövdenin paslanmasını önlemek için paslanmaz çelik kullanmak zorunda kaldılar. Tuzlu suyla çevrili bir ada için bu iyi bir şey.
Paslanmaz çelik levhanın HiTen çeliğine eşdeğer bir malzemesi yoktur. Bu, güvenlik açısından kritik öneme sahiptir; bu özel çelik türünü kullanmayan Çin otomobilleri üzerinde yapılan ilk EuroNCAP testlerini hatırlayın. Karmaşık parçalar için GS dökme demirden daha iyisi yoktur: ucuz, yüksek döküm özelliklerine ve paslanmaya karşı dayanıklılığa sahiptir. Son darbe ise fiyattır. Paslanmaz çelik gerçekten pahalıdır. Maliyetin önemli olmadığı spor otomobil örneğini kullanmalarının iyi bir nedeni var, ancak VW için durum kesinlikle böyle değil.
Web sitemizi ve hizmetlerimizi kullanarak, performans, işlevsellik ve reklam çerezlerimizin yerleştirilmesine açıkça onay vermiş olursunuz. Daha fazla bilgi edinin.