Was sind die größten Kosten beim Metall 3D -Druck?

1. Das Kostenproblem bei herkömmlichen Gussformen: Fixe Ausgaben verschlimmern die "Skala -Falle".
Die Kostenstruktur klassischer Casting-Techniken hat ein großes "Fix Cost Dominant" -Feature, und die Wirtschaft dieser Prozesse hängt stark von der Ausbreitung der Kosten durch groß angelegte Produktion ab. Beispielsweise betragen die Entwicklungskosten für eine Reihe von Automotor -Motorzylinderkörperformen bis zu 2,3 ​​Millionen Yuan, was 41% der Gesamtprojektkosten beträgt. Das Project für Schiffskurbelwellen -Gussprojekt musste vier Schimmelpilzreparaturen aufgrund von Designfehler im Flow -Kanal durchführen, die zusätzliche 600.000 Yuan und die verzögerte Lieferung um 42 Tage kosteten. Drei Hauptprobleme machen Formen so teuer:
Materialkosten und Verarbeitung: Für große und komplizierte Formen benötigen Sie spezielle Stahl, die sehr robust sind, hohe Temperaturen bewältigen und nicht leicht brechen. Ein einzelner Satz von Metallformen kann zwischen 150.000 und 800.000 Yuan kosten. Für kompliziertere strukturelle Formen können die Kosten noch mehr steigen, da sie in Blöcken hergestellt werden müssen.
Kosten für Iteration und Wartung: Das Ändern einer Form erfordert den gesamten Prozess des "Debugging der Entwurfsverarbeitungsversammlung", der normalerweise 3 bis 5 Iterationen dauert. Formenreparaturgebühren machen 12% der gesamten Kosten eines hydraulischen Support -Säulengussprojekts aufgrund von Designfehler aus.
Kosten für Lagerung und Inventar: Für herkömmliche Sandformen ist das Herstellen und Form von Kernen von Hand erforderlich, die 28% der gesamten Arbeitskosten kostet. Die Anlage verfügt über einen Schimmelprotokollbereich von etwa 500 Quadratmetern und kostet 120000 Yuan pro Jahr, um es aufrechtzuerhalten.
In Situationen, in denen es in kleinem Maßstab, vielen verschiedenen Arten von Produktion gibt, funktioniert dieses Konzept der "Skaleneffekte" überhaupt nicht. Wenn beispielsweise ein Mining -Maschinenunternehmen ein benutzerdefiniertes Brechergehäuse herstellt, können die Kosten für eine einzelne Form mit herkömmlichen Methoden bis zu 23000 Yuan . 3 D -Drucktechnologie weitergegeben werden. Dies senkt die Schimmelpilzkosten auf Null und erhöht die Einnahmen für einzelne Stücke um 27% im Vergleich zur herkömmlichen Chargenproduktion.
2. Die Theorie hinter den niedrigeren Kosten des 3D -Drucks: wechseln von "physischen Formen" zu "digitaler Fertigung"
Die 3D -Drucktechnologie wird die Notwendigkeit von physischen Formen beseitigt, indem Schichten übereinander gestapelt werden. Es senkt auch die Kosten auf drei Arten:
Schnittkosten für Formen: Sie können Sand- oder Harzformen direkt drucken, ohne Metallformen zu behandeln. Zum Beispiel kostet die Herstellung einer hydraulischen Unterstützungssäule mit herkömmlichen Methoden 580.000 Yuan, um drei Sätze von Metallformen herzustellen. Mit 3D -Druck sind die einzigen Kosten für die Abschreibung von Materialien und Geräten, die 92% geringer sind als die Kosten für herkömmliche Formen.
Die Materialnutzungsrate ist stark gestiegen: Während des Formprozesses verliert die herkömmliche Sandform -Herstellung 15 bis 20% des Sandes, was viel Materialverschwendung ist. Mit digitalem Schnitt kontrolliert der 3D -Druck den Sedimentationspfad von Sandpartikeln, und die Materialnutzungsrate ist auf mehr als 98%gestiegen. Die reale Bewertung eines Gasturbinenblattprojekts zeigt, dass 3D-gedruckte Sandformen im Vergleich zu älteren Methoden 3,2 Tonnen Perlensand einsparen und die Materialkosten für eine Komponente um 41%sinken.
Verkürzung des Produktionszyklus: Es dauert 12 Schritte, um ein traditionelles Sandguss zu erstellen, und es dauert 4 bis 8 Wochen, um den gesamten Prozess zu vervollständigen. Sie können in weniger als 24 Stunden einen Sandform erstellen und mit einem mehrkomponenten parallelen Druck können Sie täglich 5 bis 10 Tonnen Produkte herstellen. Die Fallstudie eines Bahn -Transit -Achs -Projekts zeigt, dass es nur 9 Tage vom endgültigen Design bis zur Lieferung der ersten Charge von 20 fertigen Waren dauerte. Dies ist 82% schneller als herkömmliche Methoden und kindert die Kosten um 63%.
3. Das "goldene Anwendungsszenario" des 3D -Drucks in Bezug auf die Wirtschaftswissenschaften
Selbst wenn der 3D -Druck einen störenden Vorteil bei Schimmelpilzkosten hat, wird die Wirtschaft immer noch durch drei Hauptgrenzenbedingungen eingeschränkt:
Batchgröße: Wenn viele einfache strukturelle Gussteile hergestellt werden, sind die Vorteile klassischer Maßstäbe im Maßstab zunehmend klar. Zum Beispiel kann traditionelles Sandguss mit Standardformen schnell flache Platten und gerade Rohre in großen Mengen herstellen, wodurch die Kosten jedes Stücks sehr niedrig sind. Auf der anderen Seite benötigt der 3D -Druck keine Formen, aber es dauert länger, wenn jedes Stück gedruckt wird, und die Kosten des Materials sind höher als die von herkömmlichen Sandmaterialien. Je größer die Chargengröße ist, desto mehr Auswirkungen der Kostenakkumulation. Für grobe Gussteile, die keine hohe Präzision oder Oberflächenqualität benötigen, sind herkömmliche Gussmethoden billiger. Die Kosten des Materials sind mehr als die von normalen Sandmaterialien. Wenn Sie in die Kosten für die Abschreibung von Geräten, den Energieverbrauch und andere Faktoren einbeziehen, sind die Gesamtkosten sogar noch höher.
Anpassungsfähigkeit von Materialien: Wenn es darum geht, einzigartige Materialien wie Hochtemperaturlegierungen und Keramiken zu gießen, muss die 3D-Drucktechnologie immer noch einen Weg finden, die Eigenschaften der Materialien mit ihren Kosten auszugleichen. Zum Beispiel wurden keramische Sandformmaterialien, die den Temperaturen bis zu 1600 Grad standhalten können, aber sie kosten mehr als dreimal so viel wie normale Sandmaterialien, was es schwierig macht, in großen Industrien zu bedienen.
V.
Die verarbeitende Industrie ändert sich dank der 3D -Drucktechnologie von "kostensensiblen" zur "Wertschöpfung":
Small Batch Customized Production bricht den Deadlock: Ein Windkraftunternehmen verwendet 3D -Druck, um maßgeschneiderte Turmbasen mit "eine Maschine, einen Typ" zu erstellen, und lädt 15% mehr für das Produkt auf. Im medizinischen Bereich können maßgeschneiderte Prothesen, Orthesen und andere personalisierte Produkte in 72 Stunden mit einem übereinstimmenden Fehler von weniger als 0,1 mm und einer Kosteneinsparung von 60% im Vergleich zu herkömmlichen Methoden ausgelegt und geliefert werden.
Innovation bei F & E beschleunigt Iteration: Unternehmen, die Flugzeugmotoren dazu bringen, 3D -gedruckte Sandformen zu verwenden, um schnell Prototypen von Brennkammern zu erstellen. Dies erhöht die Anzahl der Design -Iterationen von durchschnittlich 3 auf 12 pro Jahr. Der Entwicklungszyklus für neue Energiefahrzeuge von Energy Vehicle wurde von 6 Monaten auf 6 Wochen gekürzt und nutzt die Marktchancen.
Wechsel zur grünen Herstellung: Die 3D -Drucksandformtechnologie senkt die Umweltauswirkungen, senkt die Abfallsandproduktion um 85% und kann 100% des Materials recyceln und regenerieren. Es verbraucht außerdem 40% weniger Energie als frühere Methoden und senkt die einzelnen Kohlenstoffemissionen um 52%.