금속 3D 프린팅에서 가장 큰 비용은 얼마입니까?

1. 전통적인 주조 금형의 비용 문제 : 고정 비용은 "스케일 트랩"을 악화시킵니다.
클래식 캐스팅 기술의 비용 구조는 큰 "고정 비용 지배적"기능을 가지고 있으며, 이러한 프로세스의 경제는 대규모 - 스케일 생산을 통해 비용을 확산시키는 데 크게 의존합니다. 예를 들어, 자동차 엔진 실린더 바디 곰팡이 세트의 개발 비용은 총 프로젝트 비용의 41%입니다. 선박 크랭크 샤프트 캐스팅 프로젝트는 Flow Channel의 설계 결함으로 인해 4 개의 금형 수리를 가져야했으며, 이로 인해 60 만 위안이 추가로 42 일까지 배달이 지연되었습니다. 세 가지 주요 문제는 곰팡이를 너무 비싸게 만듭니다.
재료 및 가공 비용 : 크고 복잡한 곰팡이의 경우 매우 강력하고 고온을 처리 할 수 ​​있으며 쉽게 파손되지 않는 특수 강철이 필요합니다. 단일 금속 금형 세트는 150,000에서 800,000 위안 사이의 비용이들 수 있습니다. 보다 복잡한 구조 금형의 경우 비용이 블록으로 만들어야하기 때문에 더 많이 올라갈 수 있습니다.
반복 및 유지 보수 비용 : 금형을 변경하려면 "설계 처리 어셈블리 디버깅"의 전체 프로세스가 필요하며, 이는 일반적으로 3-5 회 반복이 필요합니다. 곰팡이 수리 요금은 설계 결함으로 인해 유압 지원 열 주조 프로젝트의 전체 비용의 12%를 구성합니다.
저장 및 재고 비용 : 전통적인 모래 곰팡이에는 손으로 코어 제조 및 성형이 필요하며, 이는 총 노동 비용의 28%입니다. 이 공장의 곰팡이 저장 면적은 약 500 평방 미터이며, 1 년에 120000 위안이 필요합니다.
- 척도가 작고 다양한 유형의 생산이있는 상황 에서이 "규모의 경제"개념은 전혀 효과가 없습니다. 예를 들어, 채굴 기계 회사가 맞춤형 크러셔 케이스를 만들 때 전통적인 방법을 사용하는 단일 금형 비용은 최대 23000 위안 . 3 d 인쇄 기술을 공유 할 수 있습니다. 이로 인해 곰팡이 비용을 0으로 줄이고 전통적인 배치 생산에 비해 단일 조각의 수입을 27% 증가시킵니다.
2. 3D 프린팅의 저렴한 비용의 이론 : "물리 곰팡이"에서 "디지털 제조"로가는 이론
3D 프린팅 기술은 층을 서로 쌓아 물리적 곰팡이의 필요성을 제거합니다. 또한 세 가지 방법으로 비용을 낮 춥니 다.
곰팡이 절단 비용 : 금속 곰팡이를 처리하지 않고도 직접 모래 또는 수지 금형을 인쇄 할 수 있습니다. 예를 들어, 전통적인 방법으로 유압지지 열을 만드는 데 580,000 위안이 필요합니다. 3D 프린팅의 경우 유일한 비용은 재료 및 장비 감가 상각비로 전통적인 금형 비용보다 92% 저렴합니다.
재료 사용률은 많이 증가했습니다. 성형 공정 중에 전통적인 모래 곰팡이 제조업은 모래의 15% ~ 20%를 잃어 많은 재료 폐기물입니다. 그러나 디지털 슬라이싱을 통해 3D 프린팅은 모래 입자의 퇴적 경로를 제어하고 재료 활용률은 98%이상 증가했습니다. 가스 터빈 블레이드 프로젝트의 실제 - 세계 평가는 3D 프린트 모래 금형이 오래된 방법에 비해 3.2 톤의 진주 모래를 절약하고 하나의 구성 요소의 재료 비용이 41%감소 함을 보여줍니다.
생산주기 단축 : 전통적인 모래 주조를 만드는 데 12 단계가 걸리며 전체 프로세스를 완료하는 데 4 ~ 8 주가 걸립니다 . 3 D 인쇄 기술 디자인 파일을 사용하여 인쇄를 직접 제어하여 작업 방식이 변경됩니다. 24 시간 이내에 모래 곰팡이를 만들 수 있으며 Multi - 구성 요소 병렬 인쇄를 사용하면 매일 5 ~ 10 톤의 제품을 만들 수 있습니다. Rail Transit Axle 프로젝트의 사례 연구에 따르면 최종 설계에서 9 일이 걸렸을 때부터 20 개의 완제품 배치를 제공하는 데 9 일이 걸렸습니다. 이는 기존 방법보다 82% 빠르며 63% 감축 비용.
3. 경제학 측면에서 3D 프린팅의 "골든 응용 시나리오"
3D 프린팅이 곰팡이 비용과 관련하여 파괴적인 우위를 점하더라도 경제는 여전히 세 가지 주요 경계 조건에 의해 제한됩니다.
배치 크기 : 간단한 구조적 주물을 많이 만들 때 고전적인 방법의 이점이 점차 명확 해지고 있습니다. 예를 들어, 전통적인 모래 주조는 표준 금형을 사용하여 평평한 판과 직선 튜브를 대량으로 빠르게 만들 수 있으며, 이는 각 조각의 비용을 매우 낮게 만듭니다. 반면에 3D 프린팅에는 곰팡이가 필요하지 않지만 각 조각을 인쇄하는 데 시간이 더 걸리며 재료 비용은 전통적인 모래 재료의 비용보다 높습니다. 배치 크기가 클수록 비용 축적에 더 많은 영향을 미칩니다. 높은 정밀도 또는 표면 품질이 필요하지 않은 거친 주물의 경우 전통적인 캐스팅 방법이 저렴합니다 ({5}} D 인쇄 모래 금형은 더 정확하지만 인쇄가 양호한 지 확인하려면 특수 모래와 바인더가 필요합니다. 재료의 비용은 일반 모래 재료의 비용보다 많습니다. 장비 감가 상각비, 에너지 사용 및 기타 요인에 포함되면 총 비용이 훨씬 높습니다.
재료의 적응성 : 높은 - 온도 합금 및 세라믹과 같은 고유 한 재료를 주조 할 때 3D 프린팅 기술은 여전히 ​​재료의 특성과 비용의 균형을 맞추는 방법을 찾아야합니다. 예를 들어, 최대 1600 도의 온도를 견딜 수있는 세라믹 모래 곰팡이 재료가 만들어졌지만 일반 모래 재료의 3 배 이상 비용이 들기 때문에 대기업에서 사용하기가 어렵습니다.
4. 산업 실무 : "비용 감도"에서 "가치 창출"까지
제조 산업은 3D 프린팅 기술 덕분에 "비용 민감성"에서 "가치 창출"로 변화하고 있습니다.
소형 배치 맞춤형 생산은 교착 상태를 깨뜨립니다. 풍력 발전 회사는 3D 프린팅을 사용하여 "하나의 기계, 하나의 유형"으로 맞춤형 타워베이스를 만들고 제품에 대해 15% 더 충전됩니다. 의료 분야에서, 맞춤형 보철, 정형 외과 및 기타 개인화 된 제품은 72 시간 안에 설계 및 전달 될 수 있으며, 일치하는 오류는 0.1mm 미만이며 기존 방법에 비해 60%의 비용 절감이 60%입니다.
R & D의 혁신 반복 속도 : 항공기 엔진을 만드는 회사는 3D 인쇄 모래 금형을 사용하여 연소실의 프로토 타입을 신속하게 만듭니다. 이로 인해 설계 반복 횟수는 연간 평균 3에서 12로 증가합니다. 새로운 에너지 차량 모터 하우징의 개발주기는 시장 기회를 활용하여 6 개월에서 6 주로 줄어 듭니다.
녹색 제조 변경 : 3D 프린팅 모래 금형 기술은 환경 영향을 줄이고 폐기물 모래 생산량을 85% 줄이며 재료의 100%를 재활용하고 재생할 수 있습니다. 또한 이전 방법보다 40% 적은 에너지를 사용하고 개별 탄소 배출량을 52% 줄입니다.