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增材制造、抛喷丸加工和汽车行业:成本问题

2021-10-20 14:16:43

尽管有一些潜在的优势和改进,但增材制造工艺在取代传统的递减工艺方面遇到了障碍和问题,特别是在汽车行业等大规模生产中。

我认为生产用增材制造仅限于某些特殊和利基行业,这些行业需要优先考虑高度定制和功能化产品的制造能力(矫形外科植入物是一个典型的例子),并且实现真正的工业化必须解决几个尚待解决的问题。

在后者中,也许zui相关的一个问题与成本有关,因为在大多数情况下,提供可承受成本这一挑战通常是由传统工艺来解决的,这仍然是事实。为什么?

假设增材制造的总成本是三个不同项的总和。di一项与粉末的成本有关:1kg粉末的成本甚至可能比原材料贵510倍。这意味着增材制造零件的重量应比通过递减工艺生产的零件轻510倍,或者现有零件的买飞比必须是5倍或更多倍才能使增材制造具有竞争力。

第二项与增材制造机器的每小时成本有关。人们普遍认为,这些工厂的成本很高,而生产率却很低,这使得每小时的成本增加。然而,zui近的市场分析表明,即使仍然很重要,但工厂的成本仍在不断降低,并且通过使用双激光或四激光机,沉积速率正在提高,因此成本不应成为问题。

但是,增材制造总成本还有第三项,它与预处理和后处理有关。我们都知道,增材制造零件的质量通常不能令人满意,并且缺陷、表面状态和机械性能是一个实际问题,因此在使用这些零件之前必须进行后处理;但是,人们可能并不知道,根据Wholers Reports上发布的一份报告,与预/后处理相关的成本大约是增材制造零件总成本的40%。这令人印象深刻,并且是在汽车行业中广泛引入增材制造的严重障碍。

与此同时,抛喷丸加工可被视为一种极具吸引力的工艺,可以改善增材制造零件的特性(顺便说一句,我和我的团队对此进行了一些研究,如果您有兴趣,请向我咨询信息),并降低后处理总时间和总成本。

但是要实现此目标,我们需要进行研究项目,旨在了解抛喷丸加工如何影响这些材料的行为:确实,增材制造零件的初始状态与传统零件相比有很大不同,目前尚不清楚获得疲劳强度或其他感兴趣性能的zui大增量所需的抛喷丸加工参数zui佳组合,而抛喷丸加工对这些材料的主要作用的相对重要性也不确定。另一点是,必须致力于开发能够在增材制造生产线中有效实施抛喷丸加工的工厂。从经济角度来看,这一点可能更为重要。

如果我们能够朝这个方向发展,我们可能可以跳过一些后处理步骤,从而使抛喷丸加工在这种新型且重要的制造路线中变得越来越有吸引力。


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