การโพสต์-การประมวลผลเป็นส่วนที่แพงที่สุดของการพิมพ์โลหะ 3 มิติจริงหรือ

ผู้ซื้อครั้งแรก-ส่วนใหญ่จะถือว่าเครื่องเผาผนึกด้วยเลเซอร์นั้นเป็นค่าใช้จ่ายที่ใหญ่ที่สุดในการพิมพ์โลหะ 3 มิติ พวกเขาคิดผิด

สำหรับชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วยอลูมิเนียมอัลลอยด์ชิ้นเดียวทั่วไปด้วยการพิมพ์ 3 มิติ กระบวนการหลัง-สามารถคิดเป็น 40–50% ของค่าใช้จ่ายทั้งหมด (Wohlers Report 2024) ขั้นตอนการพิมพ์จริงมักจะน้อยกว่าหนึ่งในสาม บทความนี้จะให้รายละเอียดที่ตรงไปตรงมาและมีข้อมูลสนับสนุน-ของรายละเอียดต้นทุนรวมของการพิมพ์โลหะ 3 มิติ เผยให้เห็นต้นทุนที่ซ่อนอยู่ในการผลิตสารเติมแต่งโลหะ และแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าเหตุใดการพิมพ์ 3 มิติโลหะผสมอะลูมิเนียมอัลลอยด์จึงมีโปรไฟล์ต้นทุนที่ไม่ซ้ำใคร คุณยังจะได้เห็นวิธีที่ลูกค้ารายหนึ่งใช้ข้อมูลเชิงลึกนี้เพื่อลดการใช้จ่ายทั้งหมดลง 31%- และวิธีที่คุณสามารถดำเนินการแบบเดียวกันได้

การแยกต้นทุนโดยประมาณ - ชิ้นส่วนอะลูมิเนียม AM (หน่วยเดียว)

เวลาในการสร้างเครื่องจักร: 32%

หลังการประมวลผล-: 45%

ผงวัสดุ: 14%

การออกแบบและการติดตั้ง: 9%

ข้อมูลหน่วยเดี่ยว-ที่เป็นตัวแทน - Wohlers 2024 / Fraunhofer IAPT 2022 การผลิตเป็นชุดทำให้ส่วนแบ่ง-หลังการประมวลผลลดลงเหลือ ~35–40%

แจกแจงต้นทุนทั้งหมดของชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ด้วย 3D - ไม่ใช่แค่งานประกอบ

ต้นทุนรวมของการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะประกอบด้วยถังใสสี่ถัง การทำความเข้าใจสิ่งเหล่านี้เป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการหยุดการจ่ายเงินมากเกินไป

เวลาเครื่องจักร / ต้นทุนการสร้าง (ชั่วโมงเลเซอร์ ก๊าซเฉื่อย ค่าเสื่อมราคาของเครื่องจักร) - นี่คือส่วนที่ทุกคนเสนอราคาก่อน

วัสดุ (ค่าผง อัตรารีเฟรช และของเสีย) - แพงกว่าที่คุณคิด เนื่องจากต้องใช้ผงอะลูมิเนียมอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชัน

โพสต์-การประมวลผล (ห่วงโซ่เต็มรูปแบบตั้งแต่การบรรเทาความเครียดไปจนถึงการตรวจสอบขั้นสุดท้าย) - นี่คือจุดที่เงินจริงหายไป

การออกแบบ การตั้งค่า และวิศวกรรม (การตรวจสอบ DfAM การซ้อน การออกแบบการสนับสนุน) - มักจะถูกประเมินต่ำไปแต่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จ

การพิมพ์ทำได้รวดเร็ว การสิ้นสุดคือจุดที่นาฬิกายังคงเดินต่อไป McKinsey (2023) รายงานว่าในอุตสาหกรรมโลหะ AM แรงงานหลังการประมวลผล-เพียงอย่างเดียวจะใช้เวลาโดยเฉลี่ย 3–4× ของเวลาการทำงานของเครื่องจักรในหน่วยชั่วโมง

ต้นทุนการพิมพ์ 3 มิติของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ต่อชิ้นส่วนมีความอ่อนไหวเป็นพิเศษต่อการแยกส่วนนี้ ต้นทุนการตกแต่งชิ้นส่วนอะลูมิเนียม SLM มักจะกลายเป็นรายการหลักเมื่อการสร้างเสร็จสมบูรณ์

เหตุใดการพิมพ์ 3 มิติของโลหะผสมอลูมิเนียมจึงมีส่วนแบ่งการประมวลผลสูงกว่า-มากกว่า-ค่าเฉลี่ยหลัง-

อลูมิเนียมมีพฤติกรรมแตกต่างจากไทเทเนียมหรือสแตนเลสการพิมพ์ 3 มิติโลหะและความแตกต่างนั้นจะปรากฏเกือบทั้งหมดในการประมวลผลหลัง-

AlSi10Mg และ Al7075 ต่างก็ต้องการวงจรการคลายความเครียด-ที่แม่นยำ อุณหภูมิหรืออัตราการทำความเย็นไม่ถูกต้องและทำให้ชิ้นส่วนบิดเบี้ยว

ชั้นออกไซด์ตามธรรมชาติของอะลูมิเนียมทำให้การเชื่อม การปิดผนึก และการเคลือบมีความซับซ้อนมากกว่าโลหะอื่นๆ

การชุบอโนไดซ์ - ซึ่งเป็นการตกแต่งทั่วไปสำหรับการพิมพ์ 3 มิติของอุปกรณ์เสริมโลหะผสมอะลูมิเนียม - จำเป็นต้องมีการเตรียมพื้นผิวที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด เป้าหมายของ Ra มีความสำคัญมากกว่าเป้าหมายที่เป็นเหล็ก

การผสมผสานระหว่างอลูมิเนียมอัลลอยด์และเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสร้างความพรุนของพื้นผิวที่สูงกว่าอะลูมิเนียมหล่อแบบเดิม ดังนั้นพื้นผิวที่ใช้งานจึงต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษ

เมื่อระบุอโนไดซ์ - จะเปลี่ยนแปลงสมการต้นทุนอย่างไร

การทำอโนไดซ์จะเพิ่มความพิเศษที่เห็นได้ชัดเจน เนื่องจากจะต้องทำให้พื้นผิวที่พิมพ์-มี Ra สม่ำเสมอก่อนจึงจะเริ่มกระบวนการได้ รายงานปี 2023 ในวารสาร Additive Manufacturing พบว่าชิ้นส่วนอะลูมิเนียม AM ที่มีข้อกำหนดด้านพื้นผิวใช้งานได้จะมีต้นทุนหลังการประมวลผล-สูงกว่าชิ้นส่วนไทเทเนียมที่เทียบเท่ากัน - ถึง 25–35% แม้ว่าตัวผงอะลูมิเนียมดิบจะมีราคาถูกกว่าก็ตาม

ดังนั้นต้นทุนการอโนไดซ์การพิมพ์อะลูมิเนียม 3D จึงกลายเป็นหนึ่งในวิธีที่ง่ายที่สุดในการดึงเมื่อคุณเข้าใจข้อกำหนดแล้ว

ขั้นตอนหลังการประมวลผล-ซึ่งมีราคาสูงสุด -

ต่อไปนี้คืออันดับการใช้งานจริงสำหรับชิ้นส่วนอะลูมิเนียม AM ทั่วไป:

การตัดเฉือนพื้นผิวการทำงานด้วย CNC (30–40% ของต้นทุนหลังการประมวลผลทั้งหมด-) ขนาดที่สำคัญและหน้าการซีลจะต้องได้รับการตัดเฉือนตามเกณฑ์ความคลาดเคลื่อน ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนที่ต้องใช้แรงงานมาก- และต้องใช้เครื่องจักร-มาก

การบรรเทาความเครียด / การบำบัดความร้อนด้วยบันทึกรอบการทำงานที่ได้รับการรับรอง จำเป็นสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างทุกส่วน เอกสารที่ผ่านการรับรองจะเพิ่มค่าใช้จ่ายแต่-ไม่สามารถต่อรองได้สำหรับหลายๆ อุตสาหกรรม

การตกแต่งพื้นผิว - การขัดผิว ขัดเงา อโนไดซ์ ต้นทุนจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับ Ra และข้อมูลจำเพาะด้านความงามที่คุณเลือก

การตรวจสอบ - CMM หรือการสแกน 3 มิติ ปรับขนาดที่มีความซับซ้อนของชิ้นส่วนมากกว่าขนาดเป็นชุด

สนับสนุนการลบและการล้างข้อมูลด้วยตนเอง มักถูกประเมินต่ำไป ใช้แรงงานสูง-กับรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน

HIP (Hot Isostatic Pressing) มีราคาแพงต่อรอบ แต่จะตัดจำหน่ายได้ดีเมื่อคุณใช้ปริมาณปานกลาง

การโพสต์-การประมวลผลใน metal AM มีราคาแพงหรือไม่ ใช่ - แต่คันโยกที่ใหญ่ที่สุดเพียงอันเดียวมักจะเป็นข้อกำหนดเสมอ ไม่ใช่ตัวกระบวนการเอง ผู้ซื้อที่-ระบุผิวสำเร็จและความทนทานต่อพื้นผิวที่ไม่สำคัญ-เกินกว่านั้น จะต้องจ่ายเงินเพื่อความแม่นยำที่พวกเขาจะไม่มีวันได้ใช้อย่างแท้จริง

ลดต้นทุนการผลิตรวมของ metal AM เริ่มต้นที่นี่

กรณีศึกษาของ Sunhingstones: โครงการอุปกรณ์เสริมอะลูมิเนียมหนึ่งโครงการเปลี่ยนจากราคาแพงเกินไปไปสู่การปรับให้เหมาะสมได้อย่างไร

กำลังจัดหาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคแบบ OEMการพิมพ์ 3 มิติของอุปกรณ์เสริมโลหะผสมอะลูมิเนียม- ขายึดโครงสร้างและ-ฝาครอบกระจายความร้อน - สำหรับสายผลิตภัณฑ์ใหม่

การเสนอราคาของซัพพลายเออร์รายก่อนหน้านี้เน้นไปที่-การประมวลผลภายหลัง: ข้อกำหนดการขัดเงา-แบบกระจกที่ใช้กับทุกพื้นผิว การตรวจสอบ CMM แต่ละรายการในทุกชิ้นส่วน และการชุบอโนไดซ์เต็มรูปแบบแม้กระทั่งบนพื้นผิวภายใน-ที่มองไม่เห็น

ในฐานะผู้ผลิตการพิมพ์ 3 มิติอะลูมิเนียมอัลลอยด์ ทีมวิศวกรของเราที่ Sunhingstones ได้ตรวจสอบแบบและพบว่า 60% ของพื้นที่ผิวไม่มีข้อกำหนดด้านการทำงานสำหรับการตกแต่งในระดับนั้น เราเสนอข้อกำหนดที่ปรับปรุงใหม่: Ra 1.6 สำหรับพื้นผิวโครงสร้างเท่านั้น, Ra 3.2 สำหรับที่อื่น, รุ่น CMM (1 ต่อ 10 ชิ้นส่วน) และอโนไดซ์จำกัดเฉพาะพื้นผิวภายนอก

ผลลัพธ์: ต้นทุนชิ้นส่วนทั้งหมดลดลง 31% ขั้นแรก-ลดเวลาสั่งซื้อลง 11 วัน และรูปลักษณ์ภายนอกของลูกค้าปลายทางไม่เปลี่ยนแปลง

สำหรับการปฏิบัติตามข้อกำหนดในการส่งออก Sunhingstones ได้จัดเตรียมเอกสารการตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุและกระบวนการที่ครบถ้วน - กำหนดให้มากขึ้นโดย European Security Transport Association (ESTA)- เพื่อปรับมาตรฐานการจัดซื้อจัดจ้างสำหรับสินค้าอุตสาหกรรมข้ามพรมแดน- โรงงานการพิมพ์ 3 มิติโลหะของเราในประเทศจีนจำหน่ายชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติอะลูมิเนียมขายส่งพร้อมเอกสารประกอบที่ครบถ้วนในตัว

หลังการประมวลผล-เทียบกับต้นทุนเครื่องจักร: คุณควรลองลดอันไหนก่อน

ใช่ การประมวลผล - หลัง-มักเป็นกลุ่มต้นทุนที่ใหญ่ที่สุดเพียงหน่วยเดียวใน metal AM

แต่ก็เป็นสิ่งที่อยู่ภายในมากที่สุดเช่นกันของคุณควบคุม. ต้นทุนเครื่องจักรส่วนใหญ่ได้รับการแก้ไขด้วยเทคโนโลยีและการเลือกใช้วัสดุ ต้นทุนการประมวลผลหลัง-เป็นฟังก์ชันโดยตรงของข้อกำหนดที่คุณตั้งไว้

ผู้ซื้อที่ฉลาดที่สุดไม่เพียงแค่ถามว่า "คุณพิมพ์ถูกกว่านี้ได้ไหม" พวกเขาถามว่า: "ข้อมูลจำเพาะหลังการประมวลผล- เราสามารถหาต้นทุนได้โดยไม่สูญเสียฟังก์ชันจากที่ใด"

Fraunhofer IAPT (2022) พบว่าต้นทุนหลังการประมวลผล-ถึง 60% ในอะลูมิเนียม AM อาจได้รับอิทธิพลจากการตัดสินใจด้านการออกแบบและข้อมูลจำเพาะก่อนที่จะวางชั้นผงชั้นแรก

ห้าวิธีที่ใช้ได้จริงในการลดต้นทุนการพิมพ์โลหะ 3D ทั้งหมดของคุณลง - เริ่มตั้งแต่วันนี้

จัดทำแผนผังความต้องการพื้นผิวของคุณ - ไม่ใช่ทุกใบหน้าจะต้องมีข้อมูลจำเพาะการตกแต่งเหมือนกัน

สอบถามซัพพลายเออร์ของคุณเกี่ยวกับข้อเสนอแนะ DfAM ก่อนที่จะล็อคการวางแนวการวางแนวของบิลด์

จัดชุดคำสั่งซื้อของคุณ - หลัง- การประมวลผลการตั้งค่า ต้นทุนจะตัดจำหน่ายอย่างรวดเร็วในหลายส่วน

ตั้งคำถามว่า HIP มีความสำคัญต่อการใช้งานจริง-หรือเป็นเพียงค่าเริ่มต้นของซัพพลายเออร์

ขอใบเสนอราคาแบบแยกรายการ - ซัพพลายเออร์การพิมพ์ 3 มิติอะลูมิเนียมอัลลอยด์แบบกำหนดเองที่มีชื่อเสียงใดๆ สามารถแยกย่อย-หลังการประมวลผลทีละบรรทัด

เป้าหมายไม่ใช่ราคาที่ถูกที่สุด - แต่เป็นมูลค่าที่ดีที่สุดสำหรับสิ่งที่คุณต้องทำจริงๆ

คำถามที่พบบ่อย

การโพสต์-ถือเป็นส่วนที่แพงที่สุดของการพิมพ์โลหะ 3 มิติจริงหรือ

ใช่. สำหรับชิ้นส่วนอะลูมิเนียมเดี่ยว โดยทั่วไปจะคิดเป็น 40–50% ของต้นทุนทั้งหมด

การโพสต์-ทำให้ต้นทุนของชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วยโลหะ 3 มิติเพิ่มขึ้นเท่าใด

ในการรันหน่วยเดียว- สามารถเพิ่มได้ 40–50% ในการผลิตเป็นชุด ส่วนแบ่งมักจะลดลงเหลือ 35–40% เนื่องจากมีการแบ่งปันต้นทุนการตั้งค่า

เหตุใดการพิมพ์ 3 มิติด้วยอลูมิเนียมจึงมีราคาแพงเมื่อเทียบกับโลหะอื่นๆ ชั้นออกไซด์ตามธรรมชาติของอะลูมิเนียม ความต้องการการบรรเทาความเครียดที่แม่นยำ และความพรุนของพื้นผิวที่สูงขึ้นหลังจาก SLM ล้วนกระตุ้นขั้นตอนการตกแต่งเพิ่มเติม - โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องใช้อโนไดซ์

การผสมผสานระหว่างอลูมิเนียมอัลลอยด์และเทคโนโลยีการพิมพ์ 3D เปรียบเทียบกับ CNC ในเรื่องต้นทุนเป็นอย่างไร

สำหรับรูปทรงที่ซับซ้อน ปริมาณต่ำ-ถึง-ปานกลางพร้อมคุณลักษณะภายใน การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะมักจะถูกกว่า CNC จุดคุ้มทุน-นั้นขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของชิ้นส่วนและ-ข้อกำหนดเฉพาะหลังการประมวลผลเป็นหลัก

โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์เสริมอะลูมิเนียมที่พิมพ์แบบ 3 มิติต้องใช้กระบวนการหลังการประมวลผลแบบใด

การบรรเทาความเครียด/การบำบัดความร้อน การขจัดส่วนรองรับ การตกแต่งพื้นผิว (การพ่น/การขัดเงา/อโนไดซ์) และการตรวจสอบ (CMM หรือการสแกน 3D)

ฉันจะได้รับใบเสนอราคาที่ถูกกว่าสำหรับการพิมพ์ 3D โลหะโดยไม่สูญเสียคุณภาพได้อย่างไร

ปฏิบัติตามขั้นตอนการปฏิบัติห้าขั้นตอนข้างต้น และขอรายละเอียดโดยละเอียดเสมอ ความประหยัดมักจะมาจากคุณสมบัติที่ชาญฉลาดกว่าแทนที่จะตัดมุมในการประกอบ

อ้างอิง

รายงาน Wohlers 2024 - wohlers.com

McKinsey & Company: "การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ: การปฏิวัติครั้งต่อไปในอุตสาหกรรมการผลิต" (2023) - mckinsey.com

Fraunhofer IAPT: "โครงสร้างต้นทุนในการผลิตสารเติมแต่งโลหะ" (2022) - iapt.fraunhofer.de

Additive Manufacturing Journal: "การเปรียบเทียบ-ต้นทุนการประมวลผลหลังการประมวลผลระหว่างวัสดุ AM ที่เป็นโลหะ" (2023) - sciencedirect.com/journal/additive-manufacturing

ISO/ASTM 52904: เอกสารกระบวนการผลิตแบบเติมแต่ง - iso.org

ASTM B209: ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับอลูมิเนียมและอะลูมิเนียม-แผ่นโลหะผสมและแผ่น - astm.org

แผนงานมาตรฐานของ America Makes & ANSI AMSC AM v2.0 - america-makes.us

European Security Transport Association (ESTA): การอัปเดตการปฏิบัติตาม-ห่วงโซ่อุปทานอุตสาหกรรมข้ามพรมแดน - esta-cash.eu