Table of Contents

Direct Metal Laser Sintering (DMLS) teknolojisinin benimsenmesi, geleneksel üretim yöntemleriyle üretim alanını yeniden şekillendirdi ve bilgilendirilmiş bir karar vermenize yardımcı olmak için önemli yatırım değerlendirmelerini sağlar.

İlk önce Sermaye Yatırımı

DMLS'nin uygulanmasındaki en önemli masraf, ekipmanın kendisi satın alınır. DMLS makineleri gelişmiş lazer optikleri, inert gaz sistemleri ve katı mekanik platformları gerektirir. Fiyatlar, hacim, lazer sayısına ve üreticiye bağlı olarak geniş ölçüde değişir.

  • [FONT=0)Entry- level systems[Dönetici:0]Entry- level systems[Dönetici:0)[Dönetici sistemler[Dönetici:0))[Dönetici sistemler[Dönetici:0)))))))))))))))) ve düşük hacimli üretim için uygundur.
  • [FONT=0)Mid-range sistemler[[DÜye Olmayanlar: 1 ) (e.g., E-290, 3D Systems ProX DMP 200) 500 $ 500,000 ve daha büyük inşaat hacimleri ve daha iyi transput sunmak.
  • [FONT=0) Yüksek uç endüstriyel sistemler[Dönetici:0] [Dönetici:0) (e.g., E. M 400, GE Katkılı Kavram Lazer M2, SLM 500) 1.000.000 $ aşabilir. Bu makineler çok sayıda lazer, daha büyük formatlar ve yüksek hacimli üretim destekler.

Yazıcının ötesinde, şirketler tesislerin modifikasyonları için bütçeye ihtiyaç duyuyorlar. DMLS makineleri uygun havalandırma, argon veya azot gaz tedariki, yangın baskı sistemleri ve genellikle ekipman ağırlığının üstesinden gelmek için zeminler güçlendiriyor. Tesis, eğitim ve ilk kalibrasyon maliyeti 20.000 $ - $50,000 $.

Operasyonel Açıklamalar

Sistem kurulduğunda, devam eden operasyonel maliyetler toplam mülk maliyeti belirler. Büyük kategoriler malzemeler, bakım, enerji, iş, post-işlemler ve uygulanabilirler.

Malzemeler (Metal Tozlar)

DMLS için metal tozları standart ürün tozu değildir; küresel, özgür akış ve tutarlı parçacık büyüklüğü olmalıdır. Maliyetler alaşım ve tedarikçiye bağlıdır:

  • [03.2015] [FONT=0) [316L, 17-4PH) - 50 ila 80 $ kg
  • [0]Titanium (Ti6Al4V))[50 $ / 100 $)
  • [0] [AlSi10Mg) – $60-$90 kg kg başına
  • [0]Cobalt-krom[[Dönem: 1 $ - 100-$200 per kg
  • [FONT:0)Nickel superalloys (Inconel 718, 625)) - 120 $ 200 $

Tüm tozların kısmen tüketilmediğini unutmayın; aşırı toz sieved ve yeniden kullanılabilir, ancak her biri toz kalitesi degradları yeniden kullanır.

Bakım ve Onarımlar

DMLS makineleri için yıllık bakım sözleşmeleri genellikle makinenin satın alma fiyatının% 10-15'ine mal olur. Bu, lazer yeniden ayarlanması, lens temizliği, filtre yedekleri ve mekanik servis. beklenmedik onarımlar - lazer modül başarısızlık veya gaz sistemi sızıntıları gibi - gün boyunca üretimden kaçınmak için birkaç bin dolar eklemek önemlidir.

Enerji Tüketimi

DMLS enerji yoğundur. Orta sınıf bir makine, operasyon sırasında 15-30 kW'ı çizebilir. Buna ek olarak, soğutma sistemi, inert gaz jeneratörü ve tüm kullanım elektriklerini tüketerek, yerel fiyatlara bağlı olarak, enerji maliyetleri, işletme maliyetinin% 5-12'ini kısmen hesaplayabilir. 24 saat boyunca çalışan tek bir bina sadece elektrikte 100 $ 200 dolar tasarruf edebilir.

Çalışma ve Skilled Personel

Becerili operatörler, süreci izlemek ve işlem sonrası yapmak için gerekli. CAD/CAM, toz işleme ve kalite kontrolleri yıllık 10.000 $ 90.000 $ 'lık bir maaşını temsil edebilir.Birçok şirket aynı zamanda bakım için bir teknisyeni gerektirir ve bir kalite mühendisinin yok edici test (örneğin CT tarama İş maliyetleri toplam işletme masraflarının% 20-30'unu temsil edebilir).

PostProcessing Costs

DMLS parçaları neredeyse her zaman işlem gerektirir: destek kaldırma, ısı tedavisi, sıcak isostatik baskı (HIP), kritik yüzeylerin işlenmesi ve yüzey bitirme. Bu adımlar her iki kez de zaman ve maliyet gerektirir.

  • Destek kaldırma (zaman veya tel EDM aracılığıyla) - bölüm başına 50 $ 200
  • Heat tedavisi (stress rahatlama, yaşlanma) - 50 $ - 300 oy
  • HIP - büyük bileşenler için bir parçası başına 500 $'ı geçebilir
  • CNC ipliklerin işlenmesi veya yüzeyleri taşıma - yaygın olarak değişir
  • Yüzey bitirme (tüp, atış peting, paring) – 10-$100 kişi başına

Birçok geometri için, post-işlem maliyetleri, DMLS'nin maliyetinin kendisini toplayabilir veya geçebilir.

Konsülebilir ve Güvenlik

Argon veya azot gazı inşa sırasında tüketilir. Argon daha pahalı ama reaktif malzemeler için gerekli (titanyum, alüminyum). Tipik bir yapı, 50 ila 200 $ gaz. Filtre kartuşları, eldivenler, eldivenler ve toz işleme ekipmanları da uygulanabilir bütçeye eklenebilir. Güvenlik dişlisi (uygunluk maskeleri, yangın geçirmez kıyafetler) ve periyodik güvenlik denetimleri özellikle de patlama ve inhalasyon risklerini ele alırken.

Maliyet Analizi: DMLS vs. Geleneksel Üretim

Kısmen maliyet, yüksek hacimli enjeksiyon kalıplama veya CNC işleme ile kıyaslanmış DMLS için genellikle daha yüksektir, teknoloji toplam maliyet denklemini değiştirebilecek eşsiz değer sunuyor.

Azaltılmış Malzeme Atıksu

İndüksiyonda, ham malzemenin 80-% 90'ına kadar makineli. DMLS, katman tarafından parçalar tabaka inşa ediyor, sadece parça artı minimum destek yapıları üzerinde sona erecek malzeme kullanıyor. pahalı alaşımlar için titanyum veya Inconel gibi, bu özellikle karmaşık geometriler için dramatik malzeme maliyeti tasarruflarına yol açabilir.

Geometrik Kompleksi Yok Fiyat

Kompleks iç kanallar, lattices ve organik şekiller, makineye imkansız veya yasaklanmış pahalı olan şekiller, bir DMLS inşasında üretilebilir. Bu, daha hafif parçalara daha iyi performans sağlar - örneğin, havacılık paraları olmadan% 40 daha hafif olan havacılık paraları. Tasarım özgürlüğü bir üründeki parça sayısını azaltır ve daha düşük envanter ve iş maliyetlerinde azaltır.

Hızlı Prototipleme ve Kısa Süreli Başlar

Geleneksel araçla haftalar süren tasarımlar DMLS ile günlerce tamamlanabilir. Prototipler ve düşük hacimli üretim (1-100 parça), DMLS genellikle enjeksiyon kalıplarını veya özel fikstürleri belirlemekten daha düşük maliyetli ve daha kısa bir süreye sahiptir.Bu hız zaman pazarlama avantajları için kritik olabilir.

Elmination

Geleneksel üretim genellikle pahalı kalıplar, ölür veya jigs. DMLS, üretim için tamamen doğrudan parça üretimi için aracı ortadan kaldırır.Küçük araç üretimi için (100-1.000 parça), araç maliyetinin yokluğu DMLS'yi işleme veya dökümden daha ekonomik hale getirebilir.

Örnek: Havacılık Bracket

Geleneksel olarak sağlam bir bloktan imal edilen bir titanyum para birimi düşünün: ham billet 500 $, makineli $ 1.200 $ ve 50 $ tasarruf maliyeti: $ 1.750. Aynı para biriminde üretilen DMLS, 150 $ değerinde titanyum toz ve 400 $ değerinde tasarruf edebilir. $ 200 $ işlem. Toplam: 750 $. daha yüksek bir makine amortizasyon maliyeti ile bile, DMLS rotaları başına% 50 tasarruf eder.

Yatırım dikkate alınmaları

DMLS'nin finansal anlamda olup olmadığını gözden geçirmek, belirli üretim ortamınızın dikkatli bir değerlendirme gerektirir.

Üretim Cilt Üretim

DMLS düşük maliyetli hacimler için en uygun olanıdır - yılda yaklaşık 1 ila 5.000 birim daha yüksek hacimler için, döküm veya damga gibi geleneksel süreçler bir kez aracılık amortize olabilir. Ancak, bölüm tasarımı sık değişikliklere tabi olsa da, DMLS biraz daha ekonomik olabilir, çünkü değiştirilmesi için araç yoktur.

Bölüm Kompleksi

Geometriyi daha karmaşık, daha fazla DMLS'ler geleneksel yöntemlerdir. Kolayca makineli veya döküm yapabilen basit şekiller, bir DMLS sistemi üzerinde nadiren ekonomikdir. Tersine, iç soğutma kanalları ile parçalar, lattice yapıları veya uygun geometriler ideal adaylardır.

Malzeme Gereksinimleri

DMLS, uygun ve iyi toz olarak kullanılabilen alaşımlarla sınırlıdır.Yerin büyüdükçe (stainless çelik, titanyum, alüminyum, nikel alaşımları, kobalt-krom, bakır ve hatta araç çelikleri), yedeklenmiş pirinç veya bazı yüksek karbon çelikleri gibi malzemeler kullanamazsınız.

Skilled Workforce

Deneyimli DMLS operatörleri ve mühendisler meydan okumalıdır. Teknoloji, değerli personel için iş maliyetleri yüksek, ancak altta yatan operatörler, makine hasarı ve güvenlik olayları için yol açabilir.

Mevcut Süreçlerle entegrasyon

DMLS nadiren diğer tüm üretim yöntemlerini değiştirir. CNC işleme, ısı tedavisi, denetim ve montaj ile entegre edilmelidir. DMLS hücrenizden alt işlemlere kadar parçalar nasıl akacaktır. Hibrit bir yaklaşım - DMLS ile kompleks özellikler yapılır ve sonra en iyi ekonomiye uygundur.

Düzenleme ve Sertifikalara ihtiyaç duyuyor

Havacılık (AS9100, NADCAP) ve tıbbi (ISO 13485, FDA), DMLS aracılığıyla üretilen parçalar titiz nitelik gerektirir. Sertifika maliyeti - malzeme mülkiyet testleri, süreç geçerliliği ve toplu belgeler dahil - önemli ve yatırım kararına faktörlanmalıdır.

Gizli ve Beklenmeyen Maliyetler

Birkaç harcama genellikle ilk kez kabul edilenler tarafından hafife alınır.

  • [FONT:0]Powder kullanımı ve geri dönüşüm: Sieving, karıştırma ve toz depolamak, özel ekipman ve alan gerektirir. Toz ağırdır ve kuru tutmalı ve kirlenmeyen-özgürleştirmeli bir işlemdir.
  • [FONT=0) Başarısızlık oranı: [Döneticiler ile birlikte, DMLS yeniden kablolama hataları, savaş sayfası veya lazer yanlışlığı nedeniyle başarısız olabilir.% 5-10 bir hurda oranı, iyi bir kısım için etkili maliyeti arttırır.
  • [FONT:0)Kalite kontrol ekipmanı: [Dönetici: [Dönetici: 0,000 $ 1] CT tarayıcıları, ölçüm makineleri (CMM) ve çekme test fikstürleri genellikle DMLS parçalarını doğrulamanız gerekir.This can cost 100,000-$300,000 $.000.
  • [FONT:0]Software ve eğitim: [Dönetici: [Dönetici:0] Kurulum yazılımı (e.g., Materialise Magics, Netfabb) lisans ve eğitim gerektirir. Yıllık bakım ücretleri koltuk başına5,000 $ 155,000 - $ 155,000 $ olabilir.
  • [FONT:0) Sigorta: [Dönetici: [Dönetici: 0,3] Standart işletme sigortası, metal tozundan yangın tehlikelerini kapamayabilir. Özelleştirilmiş politikalar yılda 2.000 $ 8,000 dolar ekleyebilir.

Yatırıma (ROI) Zaman Çizelgesi

İyileştirilmiş DMLS makinesi, 2-4 yıl içinde kendi başına ödeme yapabilir. ROI'nin Anahtar sürücüleri şunlardır:

  • [FONT:0)Makine kullanımı oranı: [Dönetici: 0,000 makineyi üç yıldan fazla bir süredir, yılda yaklaşık 170,000 $ 'a ihtiyacınız var (işman maliyetleri hariç).Bugün 1 kg son derece kesin olan titanyum parçaları tipik fiyatlarda çevirmek için.
  • [FONT:0)Part değeri:[Dönetici: [Dönetici:0) Kompleks, yüksek değerli parçalar (örneğin, havacılık türbinleri bileşenleri) daha basit, düşük maliyetli parçalardan daha iyi marjlar sağlar. DMLS'nin en değer yarattığı uygulamalara odaklanın.
  • [FONT:0]Cost tasarrufları vs. geleneksel:[Döntilmiş:[Döntilmiş: 1) DMLS, maliyetleri ortadan kaldırır veya montaj adımlarını azaltırsa, tasarruflar doğrudan yatırımı dengelemektedir.Bir araçta 200 bin dolar tasarruf eden tek bir program, makine maliyetinin büyük bir kısmını kaplayabilir.

Düşük kullanıcılar için, bir hizmet bürosuna (örneğin, Protolabs, Xometry, Quickparts) sahip olmak için birçok müşteride yüksek sabit maliyetlere yayılabilir ve 50100 birim altında çalıştırılabilir.

Finans ve Leasing Seçenekleri

Yüksek ön maliyete dayanarak, birçok şirket DMLS ekipmanını finanse eder. Seçenekler şunları içerir:

  • [FONT:0)Leasing:[Dönemli ödemeler genellikle 36-60 ay boyunca orta sınıf bir makine için 20.000 $ harcıyor.
  • [FONT:0)Loans:[[Dönetici: Bankalardan veya üreticilerden gelen ekipman kredileri (örneğin, E-posta finansmanı) genellikle sabit oranları ve 7 yıla kadar terimler sunar.
  • [FONT:0]Grants ve teşvikler:[Döneticiler vergi kredisi, araştırma hibeleri veya AM dahil gelişmiş üretim teknolojileri benimsemeleri için destek veriyor.

İlgi ve ücret dahil toplam finansman maliyetini karşılaştırmak, DMLS üretiminde beklenen artış kâra karşı.

Endüstride İnanılmaz Ekonomik Faktörler

Havacılık Uzay Uzay Uzay Uzay

Havacılık şirketleri ağırlık azaltımı, parça konsolidasyonundan faydalanır ve yedek parçalar için zaman azaltırlar. Geleneksel malzemelerin yüksek maliyeti (titanyum, Inconel) ve performans iyileştirmelerinin değeri DMLS'yi cazip hale getirir. Ancak, sertifikasyon maliyetleri yüksek ve üretim hacimleri yılda 100-1.000 parçadır.

Tıp Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıp Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıp Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıp Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıp Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıp Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıbbi Tıp

Tıbbi implantlar ve cerrahi cihazlar DMLS'den tıbbi olarak özel geometriler ve göz ardı edilebilir yüzeyler için kemik büyümesini teşvik eder. per-part maliyeti klinik faydadan daha az kritiktir. Düzenleme maliyetleri önemlidir, ancak geri ödeme oranları daha yüksek kısım fiyatları destekleyebilir.

Otomotiv Otomotiv Otomotiv Otomotiv

Otomotiv şirketleri, DMLS'yi öncelikle prototyping, araç eklemeleri (konformal soğutma kanalları) ve düşük hacimli performans parçaları için kullanmaktadır. Yüksek hacimli üretim geleneksel süreçler tarafından yönetilir. ROI daha hızlı prototipleme döngüleri ve geliştirilmiş araçlama yaşamlarından gelir.

Petrol ve Gaz / Enerji

Geleneksel ekipman, sert ortamlar için özel bileşenler ve karmaşık geometrilerin tekelleşmesi için yedek parçalar satın alma becerisi envanter maliyetlerini ve kesinti süresini azaltır.

Future Outlook: DMLS Ekonomisini Etkileyen Trendler

DMLS maliyeti birden fazla faktör nedeniyle düşüyor:

  • [FONT:0) Çok-laser sistemleri: [Dönetici: 4 veya daha fazla lazer ile makineler önemli ölçüde hız, alt maliyete kadar daha düşük maliyetle hız sağlar. Bazı yeni modeller 200-300 cm3/saat paslanmaz çelik için kapasiteye ulaşır.
  • [FONT=0]Makine fiyat azaltımı:[DD)[D)[D) Rekabet büyüdükçe (SLM Solutions, E, 3D Systems, GEmix ve OneClick Metal gibi yeni entrants, giriş seviyesi sistemleri için fiyatlar 150.000 $ altında düşüyor.
  • [FONT:0) Geliştirilmiş tozlar: [Döneticiler: [Döneticiler:0) Yeni alaşımlar özellikle daha düşük maliyet ve daha iyi işlem kabiliyeti ile gelişmiştir.Üye Olmayan Şirketler:2.Carpenter Katkı[DÜye Olmayanlar İçindeler ve DÜDÜDÜDÜDÜDÜyeler)
  • [FONT=0)Automation and integration:[Dönetici: 0,0) Otomatik toz sieving, bölüm geri yükleme ve standart kalite denetim iş maliyetlerini azaltır.The Automation and integration:0)EOS[DDDDDDDDDDDDDDDÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜSÜye Olmayanlar Üretim Hücreleri Tamamen Otomatik Üretim Hücreleri Sunur.
  • [FONT:0)Software optimizasyonu: [Dönetici tasarımı ve lattice optimizasyon araçları (örneğin, nTopology, Carbon, Dasault Systèmes) daha az malzeme ve daha hızlı inşa etmek için parçalar sağlar.

Bu trendler yakınlaştığında, DMLS için ekonomik kırılma noktası daha yüksek hacimlere ve daha fazla uygulamalara doğru değişiyor. 2030 yılına kadar birçok analist DMLS'nin belirli endüstrilerde 10.000 parçaya kadar işletmek için geleneksel üretime mal olacağını tahmin ediyor (bakınız:0).Wohler Raporu 2024).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

DMLS ekonomisi, yüksek ilk yatırım, önemli operasyonel maliyetlerle birlikte karmaşıktır, ancak aynı zamanda malzeme tasarrufları, tasarım özgürlüğü ve hızlı iterasyon gibi eşsiz değer sürücüleri de vardır. DMLS ile başarılı olan şirketler, portföylerini dikkatle analiz eder ve işinizin gelecekteki metal üretim pozisyonlarına sağladığı stratejik bir yatırım yapabilirsiniz.