הבא: עליית לייזר מתכת ישיר Sintering

הייצור נכנס לעידן חדש שבו מהירות, התאמה אישית, וחוסנות כבר לא יתרונות תחרותיים, אבל דרישות בסיס. Direct Metal לייזר Sintering (DMLS) התפתחה כטכנולוגיית אבן הפינה במעבר זה, המציעה נתיב לייצור ביקוש ושרשרת האספקה גמישות כי שיטות מסורתיות subtractive לא יכול להתאים. על ידי בניית חלקי מתכת על ידי שכבה של מודל דיגיטלי, DMLS מבטלת רבים של מגבלות הייצור לטווח ארוך, ואפקטים של זמן קצר של ייצור.

הבנה ישירה של לייזר מתכתי (DMLS)

DMLS הוא תהליך ייצור תוספתי המשתמש לייזר בעוצמה גבוהה כדי למזג באופן סלקטיבי חלקיקים אבקת מתכת דק יחד, בניית אובייקט מוצק אחד 50 עד 100 מיקרון בשעה. התהליך מתחיל עם מודל 3D CAD, אשר פרוס לתוך פיסות צלב דק.כל שכבת אבקה מתפשטת על פני פלטפורמה בונה, ואת הלייזר עקבות של חלק הגיאומטריה, ההיתוך את האבקה כדי ליצור שכבה אחת של תרכובת מתכתית, לפעמים, אז הוא חלק אחד של חומר מגובה, הוא מלא של חומר מכנית מתכתי, הוא לעתים קרובות.

בניגוד לטכניקות ייצור מסורתיות כגון CNC machining או ליהוק, DMLS אינו דורש כלי ייעודי, תבניות, או תיקון נרחב.תכונה זו הופכת אותו מתאים במיוחד לייצור נמוך כרכים, גיאוגרפיה מורכבת, וגרסאות עיצוב מהירות של חומרים.חומרים המשמשים בדרך כלל כוללים ⁇ טיטניום (Ti-6Al-V), פלדות אלטר (17p-32, 316L), אלומיניום (כמו סגסוגת של חומר חנקן) ו-אוקסוכביכולהחומרים (Octo-incto-cotice) הוא חומר מעובדים) מבוסס על ידי ניקל (pl-copl-coto-incto-incto-inpl-inated) הוא קבוע (דוקס-incto-coto-coto-inpl-inated Quality) הוא תחזוקה) הוא תחזוקה (Tichp-coto-copl-inated Quality) הוא קבוע (Ti.

הבחנה מרכזית בין DMLS לבין תהליכים אחרים של תוספת מתכת (כגון אלקטרון באם מלטינג או מדביק) שוכנת בחטא מול מנגנון ההיתוך. ב DMLS, הלייזר מחמם את האבקה לטמפרטורה בדיוק מתחת לנקודת ההמיסה שלו, מה שגורם לחלקיקים להתמזג על פני השטח שלהם באמצעות דיפוזיה של מצב מוצק.

כיצד DMLS משפר את גמישות שרשרת האספקה

גמישות שרשרת האספקה מתייחסת ליכולת הארגון לשנות את מיקור, ייצור ורשתות ההפצה שלה בתגובה לשיבושים, לביקוש תנודתיות, או שינויים אסטרטגיים. DMLS תורמת לגמישות זו בכמה דרכים בלתי צפויות.

ייצור מבוזר והפקה מקומית

אחת ההשפעות הטרנספורמציות ביותר של DMLS היא הפחתת נפח הייצור מסמיכות גיאוגרפית. כי מערכת DMLS יכולה לרוץ ללא השגחה לתקופות ארוכות ויכולה לעבור בין חלק ג'ממטות ללא שינוי כלי, מכונה אחת יכולה לשרת מספר קווי מוצר.זה מאפשר לחברות למקם מרכזי ייצור ספציפיים קרוב יותר למשתמשי הקצה, להפחית את זמני ההובלה ועלויות התפעוליות, לדוגמה, הגנה עשויה להתקין מרכזי אספקה אזורית.

ההגינות הזו גם מקטין את הסיכונים הקשורים לספקי קוד יחיד, מתחים גיאופוליטיים ואסונות טבע.על ידי חלוקת יכולת הייצור באתרים מרובים - כל אחד מצויד ביכולת DMLS - חברות יוצרות חיץ נגד הפרעות אספקה.הטכנולוגיה פועלת ביעילות כ"מלאי דיגיטלי", המאפשר לחברות להחזיק אבקה במקום סחורות גמורות, צמצום טביעת הרגל תוך שיפור הזמינות.

ניכוי עלויות הממציא וההתמדה

רשתות אספקה מסורתיות מסתמכות על מלאי בטיחות כדי לספוג את אי הוודאות.החזקת מלאי קשרים עם הון, דורש שטח הרצפה, וחושף את החברה לסיכון אובססיבי.DMLS מטרות יעילות זו על ידי מתן ייצור בזמן-בזמן בלבד (JIT) במקום לחזות בביקוש וסידור קבוצות גדולות מיצרן חוזים, חברות יכולות לייצר חלקים כהזמנות להגיע.

שקול תרחיש בתעשיית הרכב: ספק באופן מסורתי מחזיק אלפי חלקי חילוף ייחודיים, שרבים מהם מוכרים לאט.עם DMLS, הספק יכול לשמור קבצים דיגיטליים עבור כל חלק לייצר אותם רק כאשר הלקוח מצווה.התוצאה היא צמצום דרמטי במלאי מוצרים גמורים - חברה תעופה אחת דיווחה על ירידה של 70% בעלויות ההנאות לאחר אימוץ DMLS עבור דיור לא ציורי, יתר על כן מאפשר אספקת מינימום של פסולת, ללא תשלום, מאפשר ניכויים של עלויות חירום ללא תשלום מינימליות.

תכנון מהיר ועיצוב

גמישות פירושה גם היכולת לשנות עיצובים במהירות ללא retooling.DMLS מאפשר למהנדסים לשנות קובץ CAD לייצר אבטיפוס מעודכן בין לילה.מהירות זו דחוס מחזורי פיתוח מוצרים מחודשים עד שבועות. בהקשר של שרשרת אספקה, מהירות יותר עיצוב מהיר יותר מפחית את הזמן בין זיהוי צורך בשוק לבין השקת מוצר.

על ייצור והשלכותיו

ייצור לפי דרישה הוא היכולת לייצר חלק בדיוק כאשר הוא נחוץ, בכמות הנדרשת, ללא להסתמך על תחזיות או על מניות. DMLS תואם באופן מושלם עם המודל הזה כי הוא מבטל שתי מגבלות מסורתיות: זמן מוביל וגודל אצווה כלכלי. אנו בודקים שלושה תעשיות שבהן על-פי דרישה DMLS מעצב מחדש פעולות.

אוויר והגנת

המגזר האווירי של ארצות הברית היה מאיץ מוקדם של DMLS, מונע על ידי הצורך ברכיבים קלים, מורכבים ועלות גבוהה של יצרני מלאי.מנועי כמו GE תעופה עכשיו לייצר נוולים דלק, להבים טורבינות, ו קובוסטור באמצעות DMLS, השגת הפחתה של 25% או יותר בהשוואה לחלקים המיוצרים באופן קונבנציונלי.

שירותי בריאות ומכשירים רפואיים

שתלים ספציפיים לחולה - כגון hipגזע, צלחות cranial וכלובים ספינל - הם התאמה טבעית עבור DMLS. כל השתל יכול להיות מתוכנן מסורק CT המיוצר בתוך מספר שעות.זה מבטל את הצורך בבתי חולים כדי לצבור מאות גדלים ולהפחית את הסיכון של הדבקה ב- DML, יתר על כן, DMLS מאפשר מבנים ⁇ ⁇ ⁇ כי מקדם שלפוחית שתן, 000 פעמים טיפול רפואי קשה כדי לקבל טיפול תרופתי אחד, הוא מקבל טיפול תרופתי אחד, 000 LTS.

רכב וספורט

צוותים של כלי רכב ואופנועים משתמשים ב- DMLS כדי לייצר רכיבים מותאמים אישית כי הם קלים וחזקים יותר מהצוות או ממכונה שלהם מקבילים, מפגעי טורו, ורכיבי הבלמים יכולים להיות אופטימיזציה למשקל ולזרימת אוויר באמצעות תוכנת עיצוב חדשנית, ולאחר מכן מודפסים ב- titanium או אלומיניום.

אתגרים ושיקולים

למרות היתרונות שלה, DMLS הוא לא פתרון אוניברסלי.יש לטפל באתגרים מעשיים רבים לפני אימוץ נרחב על פני שרשרת האספקה.

עלויות ציוד וחומר

מכונות DMLS תעשייתיות נעות בין 500,000 ל-2 מיליון דולר, והדלקה של אבקת המתכת יכולה לעלות 10 פעמים יותר מאשר חומר מגלגל.הכלכלה הזו תומכת ביישומים שבהם הערך של ביצועים, התאמה אישית או צמצום מלאי עולה על העלות הישירה לכל חלק.עם זאת, העלות הכוללת של הבעלות חייבת לקחת בחשבון עבור עיבוד לאחר (הסרה תומכת, טיפול חום, מאצ'ינג), אשר מוסיף 20–0% עד כדי לבצע ניתוח עלות.

בניית גודל וגבולות באמצעות חישוב

רוב מערכות DMLS לבנות מעטפות מוגבלות ל-500 מ"מ × 500 מ"מ × 500 מ"מ, הגבלת גודל החלקים שניתן לייצר ביצירה אחת. חלקים גדולים יותר עשויים לדרוש פילוח וגילום, תוך מתן כמה מהיתרונות.באמצעות חישוב הוא גם מוגבל על ידי זמן שכבתי; חלק גדול, צפוף יכול לקחת ימים כדי ייצור גבוה, שיטות מסורתיות כמו למות עבור מהירות בינונית יותר, כלומר, עבור רזולוציה גבוהה יותר, הוא יעיל יותר, עבור כפלה, 000.

איכות והסמכת

בתעשיות מוסדרות, כל שילוב של תהליכים חומריים חייב להיות מוסמך לעמוד בסטנדרטים (למשל, ASTM F3001 עבור titanium בשתלים רפואיים) Qualification כרוך בבדיקות נרחבות של תכונות מכניות, פורוזיות, ומשטח על פני מספר רב של בנייה.תהליך זה יכול לעכב ודורש משאבים הנדסיים ייעודיים.חברות חדשות כדי לצבור לעתים קרובות את הזמן ועלות של פיתוח תהליך ספציפי.

אחריות על איכות ואיכות

חלקים המיוצרים על ידי DPUS בדרך כלל דורשים מבנים תמיכה כי יש להסיר באופן ידני או באמצעות machining. Surface end עשוי להיות מחוספס יותר מאשר חלקים ממכונה (Ra 3-10 μm), ניכוי סיום משני כמו פיצוץ או לוטש.דיוק ממדי בדרך כלל ± 0.1 מ"מ עבור 100 מ"מ הראשון, ולאחר מכן ±0.2% של בדיקות שאינן הרסניות -CT, לעתים קרובות כדי לשפר את דרישות בדיקה בשלב זה, בדיקה קריטית, למרות בדיקות בשלב זה, ולאחר מכן, בדיקות בשלב הראשון, ולאחר מכן, בדיקות חד פעמיות, בדיקות סימולציה, ולאחר מכן, בדיקות בשלב זה דורשות, בדיקות בשלב זה דורשות, ולאחר מכן, בדיקות סימולציה, ולאחר מכן להוסיף סימולציה, ולאחר מכן, ולאחר מכן, ולאחר מכן, בדיקות כפול כדי להפחית את עלויות בדיקה בשלב הראשון של עלויות בדיקה, ולאחר מכן, ולאחר מכן סימולציה בשלב הראשון של עלויות בדיקה לאחר מכן, ולאחר מכן, ולאחר מכן סימולציה.

השלכות עתידיות וטכנולוגיות אסטרטגיות

מסלול ה- DMLS מצביע על אימוץ רחב יותר ככל שהעלויות יורדות ויכולות להתרחבות. מגמות מספריות יגבירו את ההשפעה שלה על גמישות שרשרת האספקה ועל ייצור לפי דרישה.

התרחבות חומרית ופיתוח Alloy

אבקת מתכת חדשה המותאמים לייצור תוספים - כגון ⁇ אלומיניום גבוהה, ⁇ נחושת לניהול תרמי, ומתכות השבירה לסביבות קיצוניות - נכנסים לשוק.FLT:0EOSFLT:1, אחד ספקי מערכת DMLS המובילים, מציע מעל 30 חומרים מוסמכים, והרשימה ממשיכה לגדול.

ייצור היברידי ואוטומציה

שילוב DMLS עם תהליכים תת-אקטיביים בפלטפורמה אחת (ייצור היברידי) מאפשר לחלקים להיות מודפסים ולסיים ללא העברה בין מכונות.זה מפחית זמן מוביל ומשפר דיוק.בנוסף, טיפול באבקה אוטומטית ובקרת תהליך סגור-לופ הופכים את מערכות DMLS לקלות יותר לפעול, הורדת המחסום עבור ארגונים קטנים ובינוניים (SMEs) אינטגרציה תעשייתית 4.0 - שבו מכונות DMLS הן פעילות עם מערכות עיבוד משאבים חלקה יותר (ER) ומערכת הפעלה אוטומטית (ER).

ממציא דיגיטלי והכלכלה המעגלית

כמו DMLS הופך להיות יותר עלות תחרותי, חברות יתייחסו יותר ויותר לקבצים דיגיטליים כמו מלאי, הדפסת חלקים רק כאשר לדרוש.מודל "מחסן דיגיטלי" זה מקטין את המלאי הפיזי עבור חלקי חילוף, מה שיאפשר ליצרנים לתמוך במוצרים ישנים יותר זמן לאחר שמכשירים מקוריים פורשים.בכלכלה המעגלית, DMLS יכול גם לאפשר תיקון חלק: רכיבים ניתן לסרוק, נבנה מחדש עם חומר נוסף, ו remave, להרחיב את החיים של ה-F.

מסקנה

Direct Metal לייזר Sintering הוא יותר מטכניקת ייצור חדשנית; זה מנוף אסטרטגי עבור חשיבה מחדש כיצד שרשרת האספקה פועלת. על ידי מתן על ייצור לפי דרישה, צמצום התלות על מלאי וכלי, ומניעה ייצור מבוזר, DMLS מצייד ארגונים עם הגמישות להגיב לשינויי שוק, הפרעות, וצרכים של לקוחות בודדים.