Metal 3Dプリンティングの最大のコストはいくらですか？

1。従来の鋳造金型のコストの問題：固定費は「スケールトラップ」を悪化させます。
古典的な鋳造技術のコスト構造には大きな「固定コストが支配的」機能があり、これらのプロセスの経済は、大規模な-スケール生産を通じてコストを広めることに大きく依存します。たとえば、自動車エンジンシリンダーボディ型のセットの開発コストは230万元であり、プロジェクトの総コストの41％です。船のクランクシャフト鋳造プロジェクトには、フローチャネルの設計上の欠陥があるため、4つの金型修理が必要でした。 3つの主な問題により、金型はとても高価になります：
材料と加工のコスト：大きくて複雑なカビの場合、非常に堅牢で、高温を処理し、簡単に壊れない特別な鋼が必要です。単一の金属型のセットは、150,000〜800,000元の費用がかかります。より複雑な構造型の場合、ブロックで作らなければならないため、コストはさらに上がる可能性があります。
反復とメンテナンスのコスト：金型の変更には、通常3〜5回の反復が必要な「設計処理アセンブリデバッグ」のプロセス全体が必要です。カビの修理費用は、設計上の欠陥のために、油圧サポートコラムキャスティングプロジェクトのコスト全体の12％を占めています。
ストレージと在庫のコスト：手作業でコアの製造と成形コアは、従来の砂型に必要であり、総人件費の28％がかかります。この工場には、約500平方メートルの金型貯蔵エリアがあり、それを維持するのに年間120000元の費用がかかります。
小さな-スケールがある場合、さまざまな種類の生産がある場合、この「規模の経済」概念はまったく機能しません。たとえば、マイニング機械会社がカスタムクラッシャーケーシングを作成すると、従来の方法を使用した単一の金型のコストは、最大23000元. 3 d印刷技術を共有することができます。これにより、金型コストがゼロに削減され、従来のバッチ生産と比較して、シングルピースの収益を27％引き上げます。
2。3Dプリントの低いコストの背後にある理論：「物理カビ」から「デジタル製造」への移行
3D印刷技術は、互いの上に層を積み重ねることにより、物理カビの必要性を取り除きます。また、3つの方法でコストを削減します。
金型の削減コスト：金属型を処理することなく、砂または樹脂型を直接印刷することができます。たとえば、従来の方法で油圧サポートコラムを作成すると、3セットの金属型を作成するのに580,000元の費用がかかります。 3D印刷の場合、唯一のコストは材料と機器の減価償却費であり、これは従来の金型のコストより92％少ないです。
材料の使用率は大幅に上昇しています。成形プロセス中に、伝統的な砂型が砂の15％から20％を失い、これは多くの材料廃棄物です。しかし、デジタルスライスでは、3Dプリンティングは砂粒子の堆積経路を制御し、材料の利用率は98％以上になりました。ガスタービンブレードプロジェクトの実際の-世界評価は、3Dプリントされた砂型が古い方法と比較して3.2トンの真珠の砂を節約し、1つの成分の材料のコストが41％減少することを示しています。
生産サイクルの短縮：従来の砂鋳造を作成するには12ステップがかかり、プロセス全体を完了するには4〜8週間かかります. 3 d印刷テクノロジーは、設計ファイルを使用して印刷を直接制御することで物事の作成方法を変更します。 24時間以内に砂型を作ることができ、マルチ-コンポーネントの並列印刷を使用すると、毎日5〜10トンの製品を作ることができます。鉄道トランジット車軸プロジェクトのケーススタディは、最終設計から20枚の完成品の最初のバッチの配達まで9日しかかかったことを明らかにしています。これは、従来の方法やコストを63％削減するよりも82％高速です。
3。経済学の観点からの3D印刷の「ゴールデンアプリケーションシナリオ」
カビのコストに関して3Dプリントが破壊的なエッジを持っている場合でも、その経済は3つの主要な境界条件によって依然として制約されています。
バッチサイズ：多くの単純な構造キャスティングを作成する場合、規模の古典的な方法の利点はますます明確になります。たとえば、従来の砂鋳造は、標準の金型を使用して大量に平らなプレートとストレートチューブをすぐに作ることができ、各ピースのコストが非常に低くなります。一方、3D印刷には金型は必要ありませんが、各ピースの印刷には時間がかかり、材料のコストは従来の砂材料のコストよりも高くなります。バッチサイズが大きいほど、コストの蓄積がより多くなります。高精度や表面の品質を必要としない大まかな鋳物の場合、従来の鋳造方法は安価です. 3 d印刷された砂型はより正確ですが、印刷が良いことを確認するために特別な砂とバインダーが必要です。材料のコストは、通常の砂材料のコストよりも多いです。機器の減価、エネルギー使用、その他の要因のコストに含めると、総コストはさらに高くなります。
材料の適応性：高{-温度合金やセラミックなどのユニークな素材を鋳造する場合、3D印刷技術は、材料の特性とコストのバランスを取る方法を見つける必要があります。たとえば、最大1600度の温度に耐えることができるセラミック砂型材料が作成されていますが、通常の砂材料の3倍以上の費用がかかるため、大業界では使用が困難になります。
4。産業実践：「コスト感度」から「価値創造」まで
製造業は、3D印刷技術のおかげで「コストに敏感」から「価値創造」に変化しています。
小さなバッチカスタマイズされた生産はデッドロックを破ります：風力発電会社は3D印刷を使用して、「1つのマシン、1つのタイプ」を備えたカスタマイズされたタワーベースを作成し、製品に15％充電します。医療分野では、カスタマイズされた補綴物、装具、およびその他のパーソナライズされた製品を72時間で設計および配信できます。
R＆Dのイノベーションが繰り返される：航空機のエンジンが3Dプリントされた砂型を使用している企業は、燃焼室のプロトタイプを迅速に作成します。これにより、年間平均3〜12に設計反復が増加します。新しいエネルギー車両モーターハウジングの開発サイクルは、市場機会を利用して6か月から6週間に削減されました。
グリーン製造への変更：3Dプリンティングの砂型技術は、環境への影響を削減し、廃棄物の生産を85％削減し、材料の100％をリサイクルして再生できます。また、以前の方法よりも40％少ないエネルギーを使用し、個々の炭素排出量を52％削減します。