¿Puede la impresión 3D de metal demostrar sus capacidades en la fabricación rápida de repuestos en fábricas?

一, Empoderamiento técnico: la impresión 3D de metal soluciona tres grandes problemas para hacer componentes de repuesto.
1. Un cambio en la calidad de la eficiencia del tiempo desde la "entrega mensual" hasta la "respuesta semanal"
Hacer piezas de repuesto de la antigua -} forma de moda toma más de diez pasos, como diseñar moldes, mecanizado y tratamiento térmico. Todo el proceso lleva varios meses. Por ejemplo, un negocio ferroviario fabrica los discos de freno de acero de aleación de aleación de 24crnimo utilizando métodos tradicionales, que llevan 180 días desde el diseño hasta la entrega. Pero usandoimpresión 3D de metalTecnología, todo el proceso de fabricación se puede realizar en solo 631 horas, lo que reduce el tiempo de entrega en un 70%. La característica de "fabricación digital directa" de la impresión 3D de metal hace que esto sea más eficiente. Lo hace cortando modelos CAD y fusión de capa de polvo de metal por capa con un láser o haz de electrones, sin el requisito de desarrollo de moho u otros pasos de procesamiento. Esto permite "diseño como producción".
Por ejemplo, la parte estructural de aleación de aleación de titanio hecha al orden por una cierta compañía de aviación que usa irradiación láser es de dimensión de 418 mm × 362 mm × 2210 mm. Utiliza la tecnología SLM colaborativa con láser multi - para mejorar la ruta de escaneo y la entrada de energía. También combina la estructura complicada que debe sujetarse en 12 pasos en métodos anteriores. El ciclo de producción se reduce de 45 días a 18 días, y se evita la pérdida de precisión que proviene de múltiples - empalme del proceso.
2. Del "Inventario a granel" a "en - Producción de demanda": cambios en la estructura de costos
La técnica de "stock de seguridad" se utiliza en la gestión tradicional de repuestos, lo que significa que mucho dinero está vinculado y la rotación de inventario es limitada. Cierta compañía de automóviles dice que el 30% de su inventario de repuestos es "inventario de zombis", lo que significa que no se ha utilizado en 5 años y cuesta más de 20 millones de yuanes. El modelo de "Inventario digital+Fabricación Instant" de impresión 3D de metal convierte las piezas de repuesto del inventario físico en activos de datos. Esto significa que las empresas solo necesitan almacenar archivos de modelo 3D y pueden comenzar a imprimirlos de inmediato según las advertencias de falla del equipo o los planes de producción, lo que significa que pueden producir "inventario cero".
Por ejemplo, el cuerpo de la válvula de energía nuclear realizada por la Corporación Nuclear General de China (CGN) necesita 200 repuestos para que se hagan con anticipación para satisfacer la demanda repentina, lo que cuesta hasta 5 millones de yuanes en inventario. Con la impresión 3D de metal, las empresas solo necesitan mantener modelos digitales de 10 módulos centrales a mano para la producción de demanda de -, que reduce los costos de inventario en un 90% y elimina el riesgo de que se desechen las piezas de repuesto debido a los cambios de diseño.
3. De "Piezas estándar" a "Personalización": actualización de la adaptabilidad funcional
El equipo de fábrica tiene necesidades específicas para el rendimiento de las piezas de repuesto debido a las variaciones en la forma en que se usan y lo que llevan. Debido a que los moldes son tan comunes, los artesanos tradicionales no pueden hacer las cosas exactamente cómo las quieres. La impresión 3D de metal puede hacer un "mapa de rendimiento" para cada pieza de repuesto utilizando tecnologías como la optimización de topología y el control de la estructura de la red. Por ejemplo, una compañía que fabrica robots utiliza impresión 3D de metal para crear estructuras de celosía de gradiente para las articulaciones de los brazos robóticos que funcionan en diferentes condiciones. Las redes de densidad de alto - se utilizan en la región de vibración de frecuencia alta -} para mejorar el rendimiento de la amortiguación, y las redes de densidad - bajas se usan en la región liviana para reducir el peso. Esto extiende la vida útil de las articulaciones en un 40% y reduce el uso de energía en un 15%.
La impresión 3D de metal es mejor para personalizar equipos médicos que otros tipos de impresión 3D. Una compañía en particular hace un implante de articulación de cadera de aleación de titanio para pacientes ortopédicos. Este implante se utiliza para obtener datos óseos del paciente a través de la tomografía computarizada, hacer modelos 3D que sean exclusivos de cada paciente y luego imprimir implantes que se ajustan a los huesos del paciente correctamente utilizando la tecnología de fusión del haz de electrones (EBSM). El tiempo de recuperación después de la cirugía se corta a la mitad, y se evita la posibilidad de necesitar una segunda cirugía porque las piezas no encajan correctamente.
2, Impresión 3D de metal en fabricación de piezas de repuestos: situaciones comunes en la industria
1. Aeroespacial: "Tecnología de regeneración" para piezas de repuesto caras
La industria aeroespacial necesita piezas de repuesto para ser muy confiables, y los métodos tradicionales para hacer piezas estructurales complicadas son bastante caros. Por ejemplo, la boquilla de combustible del motor salto de GE Aviation generalmente está compuesta por 20 partes que están soldadas juntas. Pero con la impresión 3D de metal, se puede convertir en una sola pieza, que reduce el número de piezas en un 80%, el peso en un 25%y la capacidad de soportar altas temperaturas en tres veces. Más importante aún, cuando la boquilla debe ser reemplazada porque está desgastada, los métodos tradicionales requieren un moldeo RE - para la producción, que puede llevar hasta seis meses. La impresión 3D de metal, por otro lado, puede hacer repuestos en tan solo 72 horas, por lo que el motor puede comenzar a funcionar pronto.
2. Hacer autos: un "dispositivo de parada" para cerrar la línea de producción
El costo del tiempo de inactividad en la línea de producción de automóviles puede ser tan alto como 100,000 yuanes por hora, y qué tan rápido se entregan las piezas de repuesto afecta directamente cuán eficientemente la producción es. Un negocio de automóviles alemán ha reducido el tiempo que lleva entregar repuestos importantes de 14 días a 3 días desde que comenzaron a usar la impresión 3D de metal. Por ejemplo, las partes débiles de los moldes de aleación de titanio en su línea de estampado deben volar desde la sede alemana, y el costo del transporte urgente es del 40% del precio de las piezas de repuesto. Sin embargo, después de cambiar a la impresión 3D de metal local, el costo de las piezas de repuesto ha bajado en un 60%, y ahora se pueden suministrar en tiempo real con una "respuesta de 24 horas".
3. Equipo de energía: la "vida - de la píldora de salvación" para herramientas obsoletas
El equipo en el negocio de la energía dura mucho tiempo, y algunos componentes de reemplazo ya no se realizan, lo que hace que sea difícil copiar procedimientos antiguos. El impulsor de la bomba de enfriamiento de una determinada estación de energía nuclear debe cambiarse porque está corroída, pero la compañía que hizo las partes originales ya no las está haciendo. Después de obtener información 3D sobre el impulsor a través de la ingeniería inversa, se utilizó tecnología de impresión 3D de metal para hacer impulsores con la aleación de Inconel 718 que funcionó tan bien como las piezas de repuesto originales. Después de las pruebas, se demostró que era más resistente a la corrosión que los elementos realizados utilizando métodos tradicionales, y el costo de la impresión fue solo una - del costo de la moldura RE -.
3, lo que sucederá en el futuro: tres formas principales de hacer repuestos con impresión 3D de metal
1. Multi - Impresión de material: pasar de "función única" a "integración del sistema"
La impresión 3D de metal eventualmente superará los límites de usar solo un material y pondrá a disposición materiales funcionalmente calificados a pedido. Por ejemplo, en los cuerpos de la válvula hidráulica, la potencia del láser o la velocidad de escaneo se pueden cambiar para imprimir altas aleaciones de dureza - en el área de la superficie de sellado para que sean más resistentes al desgaste, y aleaciones de aluminio livianas en el área principal del cuerpo para hacerlas más ligeras. Esto crea un diseño de "una sola pieza con múltiples funciones".
2. Línea de producción inteligente: de "Intervención manual" a "Black Light Factory"
Cuando combina el Internet de las cosas industrial (IIOT) con inteligencia artificial (IA), la impresión 3D de metal podrá automatizar completamente el proceso. Por ejemplo, el equipo de impresión puede dar retroalimentación de tiempo -} sobre los problemas entre capas mediante el uso de cámaras infrarrojas y sistemas de monitoreo de la piscina de fusión. Utilizando algoritmos de aprendizaje automático para mejorar la configuración de impresión, la tasa de éxito de la impresión de los cuerpos de la válvula de aleación de titanio de una vez ha aumentado del 85% al ​​98%. Al conectarse con los sistemas ERP/MES, es posible administrar la pronóstico de la demanda de piezas de repuesto, la planificación y la programación de la producción, y la distribución logística en un circuito cerrado.
3. Fabricación verde: cambio de "alto consumo de energía" a "sostenible"
La tecnología tradicional de procesamiento de metales solo utiliza menos del 30% del material con el que trabaja. La impresión 3D de metal, por otro lado, puede usar más del 95% del material con el que trabaja gracias a la tecnología "Nett Nett". Por ejemplo, una compañía emplea impresión 3D de metal para hacer huesos de las extremidades de robot con aleación de aluminio. Esto reduce el corte de residuos en un 80% en comparación con el mecanizado tradicional y logra la utilización de bucle cerrada - al reciclar el polvo sin fundir, que reduce las emisiones de carbono de piezas de repuesto individuales en un 60%.