הקדמה: ההבטחה והפרס של Scaling DMLS

תוסף מתכת ישיר Sintering (DMLS) התפתח מסקרנות מהירה ויעילה לתוך טכנולוגיה ברמת הייצור המסוגלת להדפיס רכיבי מתכת שימוש קצה עם גיאוגרפיהmetries unfathomable ל machining קונבנציונלי כיום, מתעשיות בדיקה מרחוק למכשירים רפואיים הם הערכה פעילה של איך לעבור DMLS ממגבלות נמוכות, חלקים גבוהים לייצור המוני אמיתי.

אתגרים מרכזיים בדרך לייצור המונים

1. חוסר עקביות של איכות חלקית על פני ביצ'ים

חזרות היא המנוף של כל תהליך ייצור המוני.ב-DMLS, איכות כל שכבה תלויה בממשק עדין של כוח לייזר, מהירות סריקה, טמפרטורת מיטה, רמות חמצן אוויריות, ואבקה rheology.אפילו תנודות קטנות בכל אחד מהמשתנים האלה יכול לגרום לנפיחות, לחץ חי, וריאציות משטח, או ממדיות בתוך accuries.ללא מערכות בקרה מתקדמות, לעתים קרובות יותר על ידי תאים מכניים שונים.

(ב) להילחם ביצרנים המובילים משקיעים ב-FLT:0 בזמן ניטור של זמן אמתי (FLT:1 ו-FLT:2machine Learning-oriented anomaly Detections (FLT: 3 חיישנים שלוכדים טמפרטורה של היתוך, תבניות ספאטר ודימויים שכבתיים מאפשרים למפעילים לסטיית דגל באופן מיידי.

« אבקת Reuse and Degradation

אבקת מתכת הבתולה היא יקרה ויש לה בקפידה גודל חלקיקים גודל הפצה ומורפיולוגיה. בייצור, אבקה לא בשימוש הוא בדרך כלל אחסב ו reuse, אבל חשיפה חוזרת לטמפרטורות גבוהות, לחות, וחמצן יכול לגרום חמצון ושינוי צורה.לאורך זמן, ירידה זרימה ושינויים צפיפות אריזה, המוביל לייצור שכבת פלסמה גבוהה יותר. יצרנים חייב לפתח פרוטוקולים ניהול עמידים עמידים - כולל בדיקות תקופתיות של תאים, 000, אך כעת, עלייה של כמות של צריכת חמצן גבוהה יותר, אך היא גבוהה יותר, אך היא גבוהה יותר של צריכת חמצן.

2. נמוך באמצעות ציוד ומבנה מופרע

בהשוואה לשיטות מסורתיות של ציוד גבוה כמו ליהוק או בולים, DMLS איטי מטבען. בניין יחיד יכול לקחת עשרות שעות, ואת נפח הבנייה של רוב המכונות התעשייתיות (למשל, 250 מ"מ × 250 מ"מ × 300 מ"מ) מגביל את מספר החלקים למחזור.

עוד רוצח דרך הוא הצורך מגניב את כל חתלת הבנייה ואת עוגת האבקה לפני הסרת חלק, אשר יכול להוסיף שעות למחזור זמן. חם isostatic לחיצה (HIP), לחץ-relief annealing, ולתמוך בהסרת זמניים נוספים להאריך את זמן הגאומטריה.Efforts כדי להפחית את הזמן הכולל FLT:0adaptive ptive s 1LT (בשכבות עבות באזורים פחות קריטיים) ו-F2;

3.עלות מלאה של המבצע

ההוצאה הראשונית של מכונות DMLS תעשייתית נעה בין 500,000 ל-2 מיליון דולר, בהתאם לספירת לייזר ולבנות מעטפה.זה רק ההתחלה. צריכת מתכת ניתנת להשגה בין 100 $ ל-600 דולר לקילוגרם, והתשואות במהלך הדפסה יכולות להיות נמוכות כמו 50-70% כאשר כולל תמיכה ונכשלת בצריכת גז ארגון, החלפת מסונן, להב חוזר, ושינויים קלים יותר של לייזר (לעיתים קרובות) עם עלויות סטנדרטיות (coter) או יצרנים).

כדי להשיג רווחיות בקנה מידה, יצרנים חייבים לרדוף כלכלות של קנה מידה הן ברכישת מכונות (הנחות פיות) והן ברכישת אבקה.הם גם צריכים לייעל את הפריסה כדי למקסם חלקים לבנייתן ולמזער את חומר התמיכה.חברות כמו FLT:003FLT:1EOSFLT:2FLT 3 ו-FLT:4 ;5GE Additalphiveure: 7.

4.Post-Processing Bottlenecks

אתגר שנדון לעתים רחוקות הוא ה-DMLS הנרחב הנדרש עבור חלקי DMLS. יש להסיר, משטחים מלוטשים או מכוונת לפגוש סובלנות (DMLS בדרך כלל משיגה דיוק ±0.1 מ"מ, שאינו מספיק עבור משטחים רבים של חללים, וטיפול תרמי החל להקל על מתח חיווריבי.

יתר על כן, צלחת הבנייה חייבת להיות מנותקת באמצעות חוט EDM או צפיפות, ואת החלק עשוי להיות נבדק באמצעות סריקה CT כדי לזהות פגמים פנימיים - גילויים וזמניים-consuming. עבור ייצור המוני, כל אחד מן השלבים האלה חייב להיות אוטומטי וזרם. כמה יצרנים משלבים זרועות רובוט כדי להסיר צלחות, להקה אוטומטית ראתה עבור הפרדה, להעביר, ו-f-fed-f-blasting מערכות עבור מקטעים רבים עדיין.

דרישות הסמכה ותיקון

בתעשיות מוסדרות כמו אווירופייס ומכשירים רפואיים, כל פרמטר תהליכים המשפיע על תכונות חלק סופי חייב להיות מאומת ותיעוד.הההה של תהליך DMLS עבור חומר יחיד וגיאומטריה חלק יכול לדרוש מאות קופונים, בדיקות הרסניות, וחודשים של ניתוח נתונים.

אפשרויות אסטרטגיות כאשר Scaling Succeed

1. חופש עיצוב בלתי צפוי להופעות

(התוצאה הכי משכנעת להשקיע ב-DMLS היא היכולת לייצר ג'ממות בלתי אפשריות או יקרות למכונה, מבנים לטיייס עבור קל משקל, ערוצי קירור תואמים עבור תבניות הזריקה, ו- Topology-optimized brackets אשר להפחית את המשקל של 40-60% תוך שמירה על כוח הם בתוך חלל, חברות כמו LTF:0reaves: 1Flord אסטרטגיות ייצור חד-חמצני יכול להיות מצמצם חלק אחד של ייצור אחד של אפסי של אפסי של חומרת של אפסי יכול להיות בעל מורכבות.

2. Agile, On-Demand Manufacturing and Inventory Reduction

ייצור המוני מסתמך באופן מסורתי על מדפים גדולים כדי להגן מפני הפרעות שרשרת האספקה. DMLS מסתמך על מודל זה: חלקים ניתן להדפיס על פי דרישה בשלב השימוש, קיצוץ בעלויות המחסנים וסיכון מיילדות.עבור כמו חלקי חילוף עבור מכונות כבדות, כאשר הביקוש הוא בלתי יציב וחלק הוא עצום, מרכזי DMLS יכול להדפיס חלקים חלופיים ב -24-48 שעות במקום לחכות ל-S רמה של 2.

3.התאמתו וזמן לשוק

כלי ייצור המוני מסורתי - להקות, תבניות, מת - יכול לקחת חודשים לתכנן, ייצור, ומבחן. DMLS מבטל כלי מלא, כלומר אבטיפוס ניתן לאמת בתוך מספר ימים. עבור סחורות צרכניות, רכב וחברות מכשיר רפואי, זה מאפשר שיפורים עיצוביים הרטוריטיביים להגיע מהר יותר.

אחריות חומרית ויציבות חומרית

ייצור תת-קרקעי יכול לבזבז 80-90% של הצעת המתכת המקורית על חלקים מורכבים. DMLS הוא ליד-net-shape, עם ניצול חומרים טיפוסי של 90-95% (כולל מבני תמיכה אשר לעתים קרובות ניתן לשחזר) עבור מתכות יקרות כמו titanium או Inconel, זה מקטין באופן דרמטי את העלות החומרית ואת טביעת הרגל הסביבתית.

5. אוטומציה ושילוב תעשייתי 4.0

(ה-DMLS באופן טבעי תואם את עקרונות התעשייה 4.0: תאומים דיגיטליים, חיישניים מחוברים, טיפול בחומר אוטומטי וניהול צי מרכזי.א תא ייצור DMLS אוטומטי לחלוטין יכול לרוץ ללא השגחה בין לילה, עם מכונות תקשורת לבנות מעמד, רמות אבקה ותחזוקה צריך לייעל את רמות הבקרה המרכזיות של מערכות מידע כמו FLT:0FalveranishawF:2F: 3.

מחקרים בנושא הצלחה

חברת התעופה GE Additive's Fuel Nozzle

GE תעופה הקימה את מנוע הדלק LEAP, והרחיבה 20 חלקים המיוצרים באופן קונבנציונלי לתוך רכיב DMLS יחיד עד 2021, GE הפיקה יותר מ-100,000 ננומטרים, כל אחד מהם מודפס באמצעות תהליך סטנדרטי על צי של מכונות תוספים זהה EOS M 290.המפתח היה קפדני תהליך ניהול מערכת בקרה סגורה ששמרה על אנרגיה בתוך ±2%.

טיפול רפואי: Implants

ב Orthopedics, חברות כמו FLT:0 (הגישה של LIFLT:1 ), הגשה של ה- FDA (StrykerigtureFLT:2FLT 3 ו- LimaCorporate להשתמש ב- DMLS כדי לייצר השתלים ספציפיים לחולה עם מבני ⁇ lattice אשר מקדמים סגסוגת העצם בנפרד, בעוד נפח לחולה הוא נמוך, התעשייה כמו הדפסים של אלפי מותאמים אישית בשנה, יש צורך זהה, אך ורקדה סטנדרטיתתתת תקן, אך ורק לאחר מכן יש צורך בקובץ ייחודי, אך ורק לאחר מכן, אך ורק לאחר מכן, אך ורק לאחר מכן, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם על ידי תוכנית הפעלה אוטומטית סטנדרטיתול, עם על ידי תחליפים של ציוד ייצור ייחודי, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם עלייה של ציוד רכב ייחודי, עם על ידי שימוש ב-מחדשה, עם תוספת של ציוד רכב ייחודי, עם תוספת של ציוד רכב ייחודי, עם עלייה סטנדרטיתול, עם על ידי שימוש בקובץ סטנדרטית, עם על ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-

מכונית: ההסתברות של BMW לייצור Serial

BMW השתמשה ב-DMLS במשך עשרות שנים, אבל בשנת 2017 היא החלה לייצר חלק מרכבת החלון עבור BMW i8 Roadster באמצעות DMLS - המתכת הראשונה של הסדרה - חלק ממכונת רכב גדולה.חלק ארגן שני מרכיבים נפרדים לחסוך במשקל, אך BMW יש בקנה מידה גדול יותר לייצור חבילות קטנות של כלים ותיקון (למשל, מחסנים), כמו גם חלקי חשמל מרכזיים נוספים, כמו גם עבור עלויות תפעוליים (למשל, כמו גם עבור כלי רכב חשמליים) עבור עלויות תפעוליים מרובים, כמו גם עבור עלויות תפעוליים (למשל, כמו גם עבור עלויות תפעוליים) עבור עלויות תפעוליים ראשיות) כמו גם עבור כלי רכב ראשיות, כמו גם עבור עלויות תפעוליים ראשיות גדולות יותר, כמו גם עבור עלויות תפעוליים ראשיות).

טכנולוגיות מתפתחות שיקבעו את ה-Scaling

(ב) כמה מגמות טכנולוגיות מבטיחות להפחית את האתגרים המתוארים מוקדם יותר.FLT:0) במהירות גבוהה חיטוי גיאוגרפית (DLC) באמצעות ראשי לייזר מרובים ומהירויות סרומטר מהיר יותר יכול להפחית את זמני הבנייה ב-50-60%.FLT:2In-מעבדים חומרים ממעבדים שונים (Diversal-Frunrcin) עם פרמטרים חשמליים (DLC) של מערכת ההפעלה המשולבת של 4.

המלצות אסטרטגיות ל-DMLS מוצלח

  1. (FLT:0) Invest בתהליך ניטור וניתוח נתונים 1) מיום אחד ללא חשיפה לכל בניין, קנה מידה יגביר את יכולת הגמישות ולא להפחית את העלות.
  2. (FLT:0) ,הסבר את פלטפורמות החומר והמכונה שלך.BuildFLT:1) שימוש בסוגי מכונה מרובים עם פרמטרים שונים קובע מכפיל את עלויות ההסמכה והתחזוקה. בחר פלטפורמה אחת (או משפחה נשלטת היטב) לייצור.
  3. (FLT:0) בניית צינור עיבוד לאחר המשקף את ההדפסה באמצעות לוח.Felo 1: אם תדפיס 500 חלקים בשבוע, אך רק תסיר תמיכה עבור 200, צוואר הבקבוק יהרוג את תוכנית הייצור שלך.
  4. (FLT:0Partner עם גופים וארגוני התקנים.IRLT:1) מעורבות מוקדמת עם ASTM או FDA יכול למנוע עבודה מחדש בעת הצורך תהליכים מוסמכים עבור חלקים קריטיים.
  5. (FLT:0) ,Develop a ⁇ repository for Part Files and Process הפרמטרים.FreaLT:1) זה "חוט דיגיטלי" מאפשר דרוג מהיר באתרים מרובים ולהגן על הנכס האינטלקטואלי שלך.
  6. (FLT:0) יישומים שבהם DMLS מספק 5x או יתרון עיצוב גדול יותר של 1FIRLT על שיטות קונבנציונליות.תחרות על עלות לבד עם גיאמטריה פשוטה היא אסטרטגיה מפסידה.

מסקנה: נקודת ההתבוננות מתקרבת

מיפוי DMLS לייצור המוניות הוא אתגר מורכב ורב-ממדי שנוגע לכל היבט של ייצור: פיזיקה, כלכלה, לוגיסטיקה, רגולציה ותרבות ארגונית.המכשולים - עקביות איכותית, איטיות, עלות גבוהה, מורכבות לאחר עיבוד, והכשרות - הם מרתיעים את החלקים הבאים - עיצוב חופש, רשתות אספקה גמישות, קיימות ואוטומציה - הם במידה שווה את הדרך שבה מערכות ההפעלה הדיגיטליות צריכות כעת, במקום, הן יכולות להוביל לשיפורים של ייצור חופשיות, אך ורקמותיות, אך ורקמותיות אסטרטגיות של מערכות ההפעלה, אך ורקמות, הן יכולות להיות יעילותן של מערכות ההפעלה, אך ורקמותיות, הן יכולות להיות יציבות, אך ורק אז הן יכולות להיות יעילותן של מערכות ההפעלה, אך ורקמותק, הן יכולות להוביל את תהליכי בקרה, אך ורקמותיות, הן יכולות להיות יעילותן של מערכות ההפעלה, אך ורקמותיות, אך ורק הדור הבא, הן יכולות להיות יעילותן של מערכות ההפעלה, הן יכולות להיות יעילותן של מערכות ההפעלה, אך ורקמותיות של מערכות ההפעלה, אך ורק אז הן יכולות להיות יעילות, אך ורק הדור הבא של מערכות ההפעלה, אך ורקמות, הן יכולות להיות יעילות, הן יכולות להיות יעילות, הן יכולות להיות יעילותן של מערכות ההפעלה, יצירתיות, אך ורק אז הן יכולות להיות