כיצד זמן העיבוד- משפיע על מחזור האספקה ​​הכולל של חלקי רכב מודפסים בתלת-ממד מתכת?

עבור כל מי שעובד עם הדפסת תלת מימד מתכת חלקי רכב בשרשרת אספקה ​​לרכב, תרחיש זה יהדהד מיד. ההבטחה לייצור תוסף - איטרציה מהירה יותר של עיצוב, זמני אספקה ​​קצרים יותר של כלים, ייצור לפי דרישה של גיאומטריה מורכבת - אמיתית ומתועדת- היטב. אבל מחזור האספקה ​​שלקוחות חווים הוא לא רק מחזור ההדפסה. זהו מחזור ההדפסה בתוספת הסרת תמיכה, בתוספת טיפול בחום, בתוספת גימור משטח, בתוספת בדיקה, בתוספת כל עבודה מחדש המופעלת על ידי תוצאות שוליות. ובתוכניות רבות, המחצית השנייה הזו ארוכה מהראשונה.

מאמר זה בוחן בדיוק כיצד עיבוד שלאחר-תורם לזמן מחזור האספקה ​​הכולל של חלקי מתכת מודפסים בתלת-ממד, מזהה את השלבים שבהם הזמן אובד בתדירות הגבוהה ביותר, ומתבסס על מחקרים בתעשייה שפורסמו ונתוני הייצור של Sunhingstones כדי להסביר כיצד נראה זרימת עבודה לאחר-מהונדסת היטב בפועל. הבנת הקשר הזה אינה תרגיל אקדמי: בשרשרת אספקה ​​לרכב שבהן חלון אספקה ​​החמצה עלול לגרום לקנסות של עצירת קו, ההבדל בין זמן אספקה ​​של עשרה-ימים לתשעה עשר-ימים נמדד בהשלכות חוזיות.

האנטומיה של מחזור אספקה ​​של הדפסת תלת מימד מתכת

מחזור האספקה ​​הכולל של חלקי רכב בהדפסת תלת מימד מתכת כוללת חמישה שלבים עוקבים. לכל שלב יש משך נומינלי המשקף את ביצוע המקרה הטוב ביותר- ומשך זמן ריאלי המשקף את השונות, התורים והעבודה המחודשת המתרחשים בפועל. הפער בין שני הנתונים הללו הוא המקום בו מנצחים או מאבדים את ביצועי המסירה.

שלב 1: הכנה ותזמון בנייה

לפני ששכבה בודדת נמסה, יש לכוון ולקנן חלקים בתא הבנייה, יש ליצור ולבדוק מבני תמיכה, ולתכנן את הבנייה לפי קיבולת מכונה זמינה. עבור חלקי רכב להדפסת תלת מימד SLM, הכנת הבנייה לוקחת בדרך כלל ארבע עד שמונה שעות של זמן הנדסה. התזמון תלוי בזמינות המכונה: מבנה שאינו יכול להתחיל מיד נכנס לתור, אשר במתקני-ניצול גבוה עשויים להוסיף יומיים עד חמישה ימים למחזור הכולל.

מחקר בנצ'מרקינג משנת 2022 של מכון Fraunhofer for Laser Technology (Fraunhofer ILT) מצא שתזמון והכנת בנייה היוו בממוצע 18% מזמן מחזור האספקה ​​הכולל של 42 תוכניות ייצור תוספים לרכב שנסקרו -, שיעור שעלה ל-28% במתקנים הפועלים מעל 85% מכונות. המשמעות היא ששימוש במכונה, למרות שהוא רצוי מבחינה מסחרית, דוחס את מאגר התזמון ומגביר את השונות בזמן המחזור.

שלב 2: הבנייה עצמה

בניית SLM היא השלב הגלוי ביותר ללקוחות והמצוטט ביותר בהצעות מחיר של ספקים. זמן הבנייה עבור חלקי מתכת מודפסים בתלת-ממד לרכב מונע על ידי נפח החלקים, ספירת השכבות ומספר החלקים המקוננים בכל מבנה. סוגר מייצג או רכיב דיור מאלומיניום AlSi10Mg בעובי שכבה של 30-60 מיקרומטר נבנה בדרך כלל תוך 8-24 שעות. רכיבי פלדה מבניים או טיטניום בעובי שכבה עדינים יותר עשויים להימשך 24-60 שעות או יותר.

באופן קריטי, זמן הבנייה הוא המרכיב הצפוי ביותר במחזור האספקה. משך הבנייה של SLM הוא דטרמיניסטי לאחר הכנת קובץ הבנייה: הוא אינו משתנה עם זמינות המפעיל, תזמון התנור או תוצאות הבדיקה. יכולת חיזוי זו מעניקה לספקים נתונים מדויקים עבור שלב הבנייה - ונוטה לגרום להם לזלזל בזמן המחזור הכולל, מכיוון שלבי הבנייה שלאחר-הבנייה הרבה פחות צפויים.

שלב 3: פוסט-עיבוד

עיבוד שלאחר-הוא השלב עם השונות הגדולה ביותר, וברוב התוכניות, משך הזמן הכולל הגדול ביותר. עבור חלקי רכב להדפסת תלת מימד SLM, העיבוד שלאחר-בדרך כלל כולל:

בניית קירור והוצאת אבקה:2-8 שעות, תלוי בגודל החלק וקצב קירור התא. לא ניתן להאיץ מבלי להסתכן בעיוות תרמי או בחמצון של סגסוגות תגובתיות.

טיפול בחום להקלה על מתח:4-12 שעות של זמן מחזור, בתוספת זמן תור המתנה לזמינות התנור. במתקנים עם תנור משותף יחיד, זמן התור יכול להוסיף יומיים עד ארבעה ימים.

חוט EDM או הסרה ידנית של תמיכה:30 דקות עד 8 שעות לכל חלק, תלוי מאוד בגיאומטריית התמיכה ובמיומנות המפעיל. השלב המשתנה והתלוי ביותר-בעבודה ברצף.

גימור פני השטח (התזת חרוזים, עיבוד שבבי או ליטוש אלקטרו):1-4 שעות לכל חלק עבור רכיבי רכב טיפוסיים, יותר עבור חלקים עם תעלות פנימיות או פרופילים חיצוניים מורכבים.

בדיקת מימד (CMM):1-3 שעות לכל חלק, בתוספת זמן תור לזמינות CMM. אם התוצאות שוליות,-מדידה מחדש ובדיקת נטייה מוסיפים זמן נוסף.

מחקר משנת 2023 שפורסם ב-International Journal of Production Research ניתח נתוני מחזור אספקה ​​מ-31 תוכניות ייצור תוספים לרכב ומצא שעיבוד שלאחר-הווה ממוצע של 58% מזמן מחזור האספקה ​​הכולל. בתוכניות שבהן מחזור הבנייה היה 24 שעות או פחות, נתח העיבוד לאחר-עלה על 70%. המחקר זיהה את זמן תור התנור והסרת תמיכה כשני התורמים האישיים הגדולים ביותר, ביחד מהווים כ-35% מזמן המחזור הכולל בתוכנית הממוצעת.

שלב 4: בדיקת איכות ותיעוד

בדיקת מימד ותיעוד איכות מטופלים לעתים קרובות כשלב הסופי של עיבוד שלאחר-, אך הם ראויים להתייחסות נפרדת מכיוון שהם השלב הסביר ביותר ליצור לולאות עיבוד מחדש. חלק שנכשל בבדיקת CMM בתום מחזור של עשרה-ימים אינו צורך רק שעה נוספת: הוא-נכנס שוב לתור העיבוד שלאחר-השלב הנדרש כדי לטפל באי-ההתאמה, מה שעלול להוסיף מספר ימים למחזור הכולל.

עֲבוּרחלקי רכב בהדפסת תלת מימד מתכתמסופק ללקוחות רכב בפיקוח IATF 16949-, דרישות תיעוד איכות הן משמעותיות: דוחות ממדים, אישורי חומר, רשומות תהליכים עבור כל שלב עיבוד שלאחר-ויכולת מעקב המחברת כל חלק לרשומות הבנייה והאצווה שלו. הרכבת חבילת התיעוד הזו לאחר מעשה -, בניגוד לכידתה בזמן אמת במהלך הייצור - יכולה להוסיף יום עד יומיים למחזור גם כאשר כל החלקים תואמים.

שלב 5: אריזה, לוגיסטיקה וקבלת לקוחות

השלב הסופי הוא הקצר ביותר אך הפחות ניתן לשליטה: זמן מעבר מהספק למתקן הלקוח. עבור תוכניות רכב עם דרישות אספקה ​​בדיוק-ב-זמן, אמינות התחבורה חשובה לא פחות ממהירות התחבורה. לחלק שנשלח ביום 12 של התחייבות לזמן אספקה ​​של 14 יום אין מרווח לחריגה לוגיסטית.

ארבעת שלבי העיבוד-הפוסטים שמאריכים את מחזורי האספקה ​​בתדירות הגבוהה ביותר

זמן תור לטיפול בחום

מבין כל שלבי העיבוד שלאחר-העיבוד, זמן התור לטיפול בחום הוא המוערך ביותר בעקביות בתכנון מחזור האספקה. חישול שחרור מתח אינו אופציונלי עבור חלקי רכב בהדפסת תלת-ממד SLM: מתחים שיוריים ברכיבי אלומיניום ופלדה מסוג SLM כמו-בנויים יכולים להתקרב או לחרוג מחוזק התפוקה של החומר, ולגרום לעיוות או לכשל עייפות מוקדמת אם לא מטופלים. הטיפול עצמו אורך ארבע עד שתים עשרה שעות. אבל במתקן שבו תנור יחיד משרת מספר תוכניות, התור לפני כל בנייה נתונה יכול להיות ימים, לא שעות.

מחקר של Manufacturing Technology Center (MTC, בריטניה) שפורסם בשנת 2022 מצא ששונות תזמון של טיפול בחום הייתה התורם הגדול ביותר לאי-חיזוי זמן מחזור האספקה ​​בתוכניות ייצור תוסף, עם מקדם וריאציה (CV) של 0.68 - כלומר זמן ההמתנה בפועל של התנור השתנה ב-68% בממוצע שלו. לשם השוואה, משך הבנייה CV היה 0.09. במילים אחרות, המבנה צפוי כמעט פי תשעה יותר מהתור לתנור.

הפתרון אינו מהיר יותר טיפול בחום - זמני המחזור נשלטים על ידי מתכות, לא העדפת תפוקה. הפתרון הוא תזמון ייעודי של תנורים עבור תוכניות חוזרות, צבירת אצווה בין תוכניות כדי למקסם את ניצול התנור לכל מחזור, ונראות-בזמן אמת של קיבולת התנור, כך שמנהלי התוכניות יכולים לצטט מחזורי אספקה ​​בהתבסס על זמינות תנור בפועל, ולא על סמך ההנחה.

תמיכה במשתנה ההסרה

הסרת מבנה תמיכה עבורחלקי רכב בהדפסת תלת מימד SLMהוא השלב-התלוי ביותר באופרטור ברצף העיבוד שלאחר-והשלב הרגיש ביותר לגיאומטריית חלקים. תומך שנגיש עם כלי עבודה סטנדרטיים לוקח דקות להסיר. תמיכות בחללים סגורים, על קירות דקים או בתעלות פנימיות עשויות לדרוש כלי עבודה מיוחדים, עבודה ידנית ממושכת, או אפילו חיתוך EDM - שלוקח שעות ולא דקות ומציג את הסיכון של נזק פני השטח לחלק.

מחקר של EOS GmbH והאוניברסיטה הטכנית של מינכן (2021) מצא כי זמן הסרת התמיכה עבור מכלולי תושבת רכב SLM השתנה בפקטור של 3.8× בין המפעילים המהירים והאיטיים ביותר שביצעו את אותה פעולה. השונות הזו מתורגמת ישירות לחוסר חיזוי של מחזור האספקה: חלק שלוקח 45 דקות לשלול מפעיל אחד לוקח כמעט שלוש שעות עם אחר, ואף אחת מהן לא נמסרת ללקוח בהצעת המחיר המקורית של זמן ההובלה.

עיצוב-ל-ייצור תוסף- (DfAM) הוא המניעה העיקרית. חלקים שעוצבו מחדש עם נפח תמיכה ממוזער, נקודות תמיכה-תומכות בעצמם ונקודות חיבור נגישות לתמיכה מראים באופן עקבי הפחתת זמן הסרת תמיכה של 30-50% בחוויית הייצור של Sunhingstones. עבור תוכניות רכב חוזרות, Sunhingstones עורכת סקירת DfAM של כל עיצובי החלקים החדשים לפני הסמכת הייצור, תוך התמקדות ספציפית ביעילות הסרת התמיכה לצד אופטימיזציה גיאומטרית.

תפוקת בדיקת CMM

בדיקת מכונת מדידת קואורדינטות (CMM) היא השער האיכותי שכל חלק מתכת מודפס בתלת מימד חייב לעבור לפני המשלוח. עבור תוכניות עם סובלנות הדוקה במספר מימדים קריטיים - אופייניים לרכיבי רכב מבניים - מדידת CMM של חלק בודד יכולה להימשך שעה עד שעתיים, כולל קיבוע, מדידה והפקת דוחות. במתקן עם CMM אחד ומספר תוכניות במקביל, תור הבדיקה יכול להאריך את מחזורי האספקה ​​ביום עבודה שלם או יותר.

הפתרון הניתן להרחבה הוא בקרת תהליכים סטטיסטית (SPC). ברגע שתהליך ייצור הוכיח יכולת עקבית - המעידה בדרך כלל על ידי Cpk גדול מ-1.33 או שווה ל-1.33 בממדים קריטיים על פני מחקר יכולת של 30 חלקים או יותר, ניתן להחליף - 100% בדיקת CMM בבדיקה מבוססת דגימה- עם ניטור SPC. מאמר משנת 2022 ב-Journal of Manufacturing Systems מצא שמעבר מבדיקת 100% CMM לדגימה מבוססת SPC- הפחית את תרומת זמן מחזור הבדיקה ב-64% בתוכנית חוזרת של ייצור תוספים לרכב, ללא עלייה בריחות מהשטח.

עיבוד מחדש ו-לולאות בדיקה מחדש

עיבוד חוזר הוא מצב כשל שלאחר-עיבוד עם ההשפעה הגדולה ביותר על זמן מחזור האספקה, מכיוון שהוא לא ליניארי: חלק שדורש עיבוד חוזר לא פשוט מאבד את הזמן הדרוש לביצוע העיבוד מחדש - הוא מאבד את מיקומו בכל תור במורד הזרם (תנור, CMM, גימור) וחייב להזין אותם מחדש, לעתים קרובות בסוף. אירוע עיבוד מחדש שלוקח ארבע שעות של עבודה בפועל יכול להוסיף ארבעה עד שמונה ימים של זמן חלוף למחזור האספקה ​​אם הוא מפעיל מחדש-תור במתקן מוגבל.

ההפחתה היעילה ביותר היא בקרת תהליך במעלה הזרם: הבטחה שפרמטרי הבנייה, תכנון התמיכה ומחזור הטיפול בחום מאומתים מספיק לפני הייצור, כך שאירועי עיבוד חוזרים הם נדירים. עבור חלקי רכב להדפסת תלת-ממד SLM, Sunhingstones מתמקדת בתשואה-ראשונה של 97% ומעלה כקריטריון מוכנות לייצור. תוכניות שאינן יכולות להוכיח תפוקה זו בהסמכה אינן משוחררות לייצור סדרתי, ללא קשר לאיכות ההדפסה, מכיוון שסיכון העיבוד מחדש מייצג חשיפה לא מקובלת למחזור מסירה.

תיאור מקרה: הפחתת זמן מחזור האספקה ​​עבור חלקי רכב להדפסת תלת מימד SLM ב-Sunhingstones

באמצע-2023, ספק רכב גרמני Tier 1 הזמין את Sunhingstones לייצר סדרה של אב-טיפוס מתלים אלומיניום AlSi10Mg ולאחר מכן העביר את התוכנית לייצור סדרתי ב-120 יחידות בחודש. מחזור האספקה ​​הראשוני של אב הטיפוס היה 18 יום -, שהלקוח קיבל לפיתוח אך הצהיר שהוא לא מקובל מבחינה מסחרית לאספקת סדרה, כאשר פס הייצור שלהם דרש מחזור הזמנה עד קבלה של 10- ימים לכל היותר.

ניתוח זמן מחזור

צוות הנדסת הייצור של Sunhingstones ערך פירוט זמן מחזורי מפורט על תוכנית האב-טיפוס, תוך מדידת הזמן שחלף עבור כל שלב:

הכנה ותזמון בנייה: 1.5 ימים (כולל המתנה לתור של יום אחד)

בניית SLM: 1.2 ימים (28 שעות בעובי שכבה של 40 מיקרומטר)

קירור והוצאת אבקה: 0.4 ימים

טיפול בחום (כולל תור לתנור): 3.1 ימים (מחזור של 0.5 ימים, תור של 2.6 ימים)

הסרת תמיכה: 1.8 ימים (ידני, משתנה)

עיבוד CNC של משטחי ממשק: 1.2 ימים

פיצוץ חרוזים: 0.3 ימים

בדיקה ודיווח של CMM: 1.4 ימים (כולל אירוע מדידה מחדש אחד)-

הרכבת תיעוד והכנת משלוח: 0.8 ימים

סה"כ: 11.7 ימים לאחר-זמן העיבוד שחלף מתוך 18.0 ימים בסך הכל - 65% מהמחזור. תור התנור לבדו היווה 14% מזמן המחזור הכולל.

פעולות שיפור

בהתבסס על הניתוח, Sunhingstones יישמה את השינויים הבאים לפני השקת ייצור הסדרה:

תזמון ייעודי של תנור:משבצת קבועה להפגת מתח נשמרה פעמיים בשבוע באופן בלעדי לתוכנית זו, מה שמבטל את התור הממוצע של 2.6 ימים. זמן הטיפול בחום ירד מ-3.1 ימים ל-0.7 ימים.

עיצוב מחדש של תמיכה ב-DfAM:אוריינטציה של Build שונה ושלוש תכונות תמיכה מצורפות עוצבו מחדש ותומכות בעצמן-. זמן ההסרה הידנית מופחת מ-1.8 ימים ל-0.7 ימים.

עיבוד מקביל:בדיקת CMM החלה על חלקים שהושלמו מאותו build לפני שכל החלקים סיימו לאחר-עיבוד, מה שאיפשר לתיעוד להתחיל לבנות במקביל ולא ברצף. זמן הרכבת התיעוד מופחת מ-0.8 ל-0.3 ימים.

הסמכת SPC:מחקר יכולת בן 30 חלקים קבע Cpk גדול או שווה ל-1.41 בכל שמונת הממדים הקריטיים. בדיקת CMM עברה לדגימה של 20% עם ניטור SPC. זמן הבדיקה שחולף צומצם מ-1.4 ימים ל-0.4 ימים.

תוֹצָאָה

הושג מחזור אספקה ​​של ייצור סדרתי: ממוצע של 9.2 ימים, עם מקסימום של 10.1 ימים במהלך ששת החודשים הראשונים של הייצור. ביטול תור התנור היה התורם הגדול ביותר, והיווה 2.4 מתוך השיפור של 8.8-ימים. תשואת מעבר ראשון עמדה על 98.3% על פני 720 היחידות הראשונות שיוצרו.

תוצאה: מחזור האספקה ​​הצטמצם מ-18 ימים ל-9.2 ימים - הפחתה של 49%. הזמן שחלף לאחר-עיבוד הופחת מ-11.7 ימים ל-5.8 ימים. תשואה- ראשונה של 98.3% על פני 720 יחידות בייצור סדרתי.

תקני תעשייה ונוף ייצור תוסף רכב

העיסוק של מגזר הרכב בהדפסת תלת מימד מתכת הואץ משמעותית מאז 2020. על פי דו"ח Wohlers לשנת 2023, הרכב היה מגזר השימוש הסופי- הגדול ביותר לייצור תוספים למתכת לפי הכנסות זו השנה השלישית ברציפות, והיווה כ-22% מסך ייצור חלקי AM מתכת. המעבר מאב-טיפוס-בלבד ליישומי ייצור סדרתי נמצא בעיצומו, עם סוגריים מבניים, סעפות קירור ורכיבי מתלים קלים בין קטגוריות החלקים המוסמכות ביותר.

IATF 16949:2016, תקן ניהול איכות הרכב, אינו מכיל כרגע דרישות-ייצור-תוספות ספציפיות, אך הדרישות הכלליות שלו לבקרת תהליכים, הסמכת תהליכים מיוחדים וניתוח מערכות מדידה חלות כולן על חלקי מכוניות להדפסת תלת-ממד ממתכת ועיבודם לאחר-. לקוחות רכב מצרפים יותר ויותר נספחי איכות ספציפיים ל-AM להסכמי האיכות של הספקים שלהם, ומציינים דרישות לאימות פרמטרי בנייה, מעקב אחר-עיבוד ותיעוד מחזור משלוח.

איגוד יצרני הרכב האירופי (ACEA) ושרשרת אספקת הרכב האירופית הרחבה יותר היו משתתפים פעילים בעיצוב תקני ייצור תוסף באמצעות התקשרות עם ועדת F42 של ASTM International ועם ועדת TC261 של ISO לייצור תוסף. ESTA (האגודה האירופית לעישון וטבק) הדגישה בנפרד בהנחיות שרשרת האספקה ​​שלה שעקיבות ייצור - שתיעוד לאחר-עיבוד שלאחר-התיעוד שלו הוא מרכיב מרכזי - היא יותר ויותר ציפייה שאינה-ניתנת למשא ומתן במגזרי ייצור מוסדרים, כולל רכב. המומנטום בין-המגזרים לקראת זרימות עבודה שלאחר-מתועדות וניתנות למעקב רלוונטי ישירות לספקים שלחלקי מתכת לרכב מודפסים בתלת מימדהמבקשים לבנות קשרי OEM מתמשכים.

Sunhingstones מיישרת את אספקת שירותי ההדפסה התלת-ממדית של מתכת לרכב עם עקרונות IATF 16949, הסמכת ISO 9001 ודרישות איכות ספציפיות-ללקוח. התחייבויות מחזור האספקה ​​מבוססות על משכי שלב נמדדים ותזמון תנור מתועד - לא משוער -נתוני המקרה הטובים ביותר - מה שמבטיח שזמן ההובלה המצוין משקף את זרימת העבודה של הייצור בפועל.

רשימת בדיקה מעשית להערכת{0}הסיכון לעיבוד מסירה

בעת הסמכה לספק שירותי הדפסה תלת-ממדית מתכת לייצור סדרות רכב, השאלות הבאות מתייחסות ישירות לסיכוני מחזור האספקה ​​שלאחר העיבוד המתוארים במאמר זה:

האם לספק יש קיבולת תנור ייעודית לתוכניות חוזרות, או שמתוכנן טיפול בחום על בסיס-כל הקודם זוכה-משותף?

האם הספק יכול לספק נתוני זמן מחזור נמדדים-לשלב-מתכניות קיימות, במקום סכומים משוערים?

האם בוצעה סקירת DfAM על מנת למזער את נפח התמיכה ומורכבות ההסרה?

מהי התפוקה המתועדת של-המעבר הראשון של הספק עבור גיאומטריית הסגסוגת והחלק המדוברים?

האם בדיקת CMM היא 100% לכל חלק, או שדגימה מבוססת SPC- הוסמכה לתוכנית?

כיצד מטפל הספק בעיבודים חוזרים? האם קיים נוהל עמידה מחדש-מתועד, וכיצד מועבר ללקוח זמן עבודה מחדש?

האם מחזור האספקה ​​שצוטט כולל את כל שלבי העיבוד שלאחר-והרכבת התיעוד, או רק את זמן הבנייה?

מהם ביצועי האספקה ​​בזמן-של הספק עבור תוכניות רכב ב-12 החודשים הקודמים?

ספק שיכול לענות על כל השאלות הללו עם נתונים מדודה, במקום הערכות, השקיע כמעט בוודאות בתכנון זרימת העבודה שלאחר-העיבוד שמאפשר ביצועי אספקה ​​עקביים לרכב. ספק שמציע מחזור אספקה ​​על סמך זמן בנייה בלבד לא עשה זאת.

שאלות נפוצות (שאלות נפוצות)

שאלות אלו משקפות את החששות המועלים לרוב על ידי מהנדסי רכב ומנהלי רכש בעת הערכת התחייבויות למחזור אספקה ​​עבור חלקי מכוניות בהדפסת תלת מימד ממתכת - ומתייחסות לפער בין זמני אספקה ​​מצוטטים לזמני אספקה ​​בפועל המתוארים בפתיחת מאמר זה.

שאלה 1: מדוע זמן ההובלה המצוין עבור חלקי רכב להדפסת תלת-ממד SLM ארוך כל כך מהצפוי?

מכיוון שרוב הצעות המחיר לזמן אספקה ​​מבוססות בעיקר על זמן בנייה, שהוא המרכיב הגלוי והצפוי ביותר במחזור האספקה. לאחר-עיבוד - טיפול בחום, הסרת תמיכה, גימור משטח, בדיקה ותיעוד - בדרך כלל מהווה 55-65% מזמן המחזור הכולל שחלף, ומשך הזמן שלו משתנה משמעותית מהמבנה. ספק המציע ציטוט של עשרה ימים על בסיס בנייה של 28 שעות ללא התחשבות בזמן התור לתנור, משך הסרת התמיכה ותזמון הבדיקה, ממעט באופן שיטתי את מחזור האספקה.

ש 2: מהו מחזור האספקה ​​הכולל הריאלי המהיר ביותר עבור חלקי רכב בהדפסת תלת מימד מתכת מאלומיניום או פלדה?

עבור רכיבים קטנים עד בינוניים מאלומיניום AlSi10Mg או פלדה 316L עם דרישות עיבוד לאחר-סטנדרטיות, שירות הדפסה תלת-ממדית מתכת-מאורגנת היטב יכול להשיג 7-10 ימים בסך הכל מההזמנה ועד למשלוח בהיקפים נמוכים. כדי להשיג זאת באופן עקבי, נדרשת תזמון ייעודי של תנורים, גיאומטריית תמיכה אופטימלית של DfAM- ובדיקת SPC- מוסמכת. עבור גיאומטריות מורכבות יותר הדורשות HIP, עיבוד שבבי מדויק או מחזורי טיפול בחום ממושכים, 12-16 ימים הם אמת מידה ריאלית יותר. תוכניות טיטניום וסגסוגת ריאקטיבית אחרות דורשות בדרך כלל 14-20 ימים לפחות.

ש 3: כיצד זמן התור לתנור משפיע על מחזורי האספקה, ומה ניתן לעשות בנידון?

זמן תור בתנור הוא באופן עקבי המקור היחיד הגדול ביותר לשונות מחזורי אספקה ​​בתכניות הדפסת תלת מימד לרכב SLM. בסביבות-תנור משותפות, זמן התור הוא ממוצע של 1.5-3 ימים ומשתנה באופן משמעותי משבוע לשבוע. הפתרון היעיל ביותר הוא הסכם תזמון ייעודי של תנור לתוכניות חוזרות - משבצת טיפול שמור שפועלת בקצב קבוע, ללא תלות בביקוש של תוכניות אחרות. Sunhingstones מיישמת תזמון ייעודי לכל תוכניות ייצור סדרות הרכב מעל 30 יחידות בחודש.

ש 4: האם עיצוב-ל-ייצור תוסף-(DfAM) באמת משפיע על זמן מחזור האספקה?

באופן משמעותי, כן. נפח התמיכה קובע ישירות את זמן הסרת התמיכה, שהוא שלב העיבוד המשתנה ביותר שלאחר-העיבוד. נתוני הייצור של Sunhingstones מראים שחלקים המותאמים ל-DfAM- דורשים באופן עקבי 30-50% פחות זמן הסרת תמיכה מאשר מקבילים בעלי אוריינטציה קונבנציונלית. מחקר EOS/TU Munich שצוטט במאמר זה מצא וריאציה של 3.8× בזמן ההסרה בין אופרטורים באותו חלק - DfAM מפחית הן את הממוצע והן את השונות של אותו זמן. עבור תוכניות רכב עם חלונות מסירה הדוקים, סקירת DfAM לפני הסמכת ייצור אינה אופציונלית; זוהי פעילות הפחתת סיכוני מסירה.

ש 5: כיצד מבטיחה Sunhingstones התחייבויות למחזור אספקה ​​עבור חלקי מתכת מודפסים בתלת מימד?

Sunhingstones מצטט מחזורי אספקה ​​על סמך משכי שלב שנמדדו מתכניות ייצור דומות, ללא נתוני-מקרה מוערכים. תזמון התנור מאושר לפני התחייבות לאספקה ​​עבור כל תוכנית מעל 20 יחידות. תפוקת CMM מוערכת מול עומס התוכנית הנוכחי, והסמכת SPC הושלמה לפני שחרור הסדרה עבור כל התוכניות החוזרות. ביצועי אספקה-בזמן עבור תוכניות רכב נבדקים מול יעד של 95% על-מועד המסירה המצוין.

ש6: מה עליי לכלול בבקשה להצעת מחיר (RFQ) כדי לקבל אומדן מחזור משלוח מדויק עבור חלקי רכב להדפסת תלת מימד SLM?

כלול את הדברים הבאים עם הצעת המחיר שלך: מלא נתוני CAD בגיאומטריית הייצור הסופית (לא גרסה של אב טיפוס); גימור פני השטח הנדרש על כל משטח פונקציונלי; מפרט החומר הרלוונטי וכל דרישה לטיפול בחום; תיעוד האיכות הנדרש (דוח CMM, תעודת חומר, רישומי תהליך); הנפח השנתי או החודשי; ותדירות המשלוח הנדרשת (שבועי, דו-שבועי, חודשי). עם מידע זה, ספק יכול לצטט מחזור משלוח המבוסס על רצף העיבוד בפועל שלאחר-הנדרש - ולא הערכה כללית שמשמיטה את השלבים שלוקחים את הזמן הרב ביותר.

מסקנה: מחזור האספקה ​​הוא כל התהליך, לא רק הבנייה

למנהל התוכנית בתרחיש הפתיחה לא הייתה בעיית הדפסה. בניית ה-SLM הייתה מהירה, מדויקת ועומדת בלוח הזמנים. מה שחסר היה זרימת עבודה שלאחר-עיבוד שתוכננה להתאים למחזור האספקה ​​שהלקוח היה זקוק לו - והצעת מחיר למחזור מסירה ששיקפה את הזמן שחלף בפועל של כל שלב, לא רק את משך בניית הכותרת.

עבור רשתות אספקה ​​לרכב, שבהן דיוק אספקה ​​הוא התחייבות חוזית וחלון החמצה נושא השלכות כספיות של ממש, מחזור האספקה ​​של חלקי רכב בהדפסת תלת מימד ממתכת חייב להיות מהונדס בכוונה כמו החלקים עצמם. המשמעות היא קיבולת תנור ייעודית, גיאומטריית תמיכה אופטימלית של DfAM-, בדיקה מוסמכת של SPC-, עיבוד מקביל במידת האפשר, והתחייבויות למחזור אספקה ​​המבוססות על נתוני פאזה מדודים.

Sunhingstones הוכיחה בייצור סדרתי שניתן להשיג הפחתה של מחזור האספקה ​​מ-18 יום ל-9.2 ימים מבלי לשנות את תהליך ה-SLM, הסגסוגת או עיצוב החלק - פשוט על ידי הנדסת זרימת העבודה שלאחר-העיבוד כך שתתאים לדרישות של לקוח הרכב. אם הארגון שלך חווה אתגרי מחזור אספקה ​​עם תוכנית שירות קיימת של הדפסת מתכת בתלת-ממד, או מתכנן תוכנית חדשה להדפסת חלקי רכב בתלת-ממד SLM וזקוק לתמיכה מציאותית בתכנון זמן מחזור, צוות הנדסת הייצור של Sunhingstones זמין לעזור.

הפניות וקריאה נוספת

המקורות הבאים דיווחו על הנתונים והתוכן הטכני שצוטטו במאמר זה:

מכון פראונהופר לטכנולוגיית לייזר (2022). השוואת ביצועי אספקת ייצור תוסף בשרשרת אספקה ​​לרכב. Fraunhofer ILT. www.ilt.fraunhofer.de/en/press/press-releases/2022-תוסף{10}}ייצור-automotive-benchmarking.html

המרכז הטכנולוגי לייצור (2022). שונות בתזמון טיפול בחום בייצור תוסף: ניתוח נתוני ייצור. MTC קובנטרי. www.the-mtc.org/research/additive-ייצור

Liu, Y. et al. (2023). "פירוק מחזור אספקה ​​וניתוח זמן שלאחר-עיבוד בתוכניות ייצור תוספים לרכב." International Journal of Production Research, 61(14), עמ' . 4821–4838. doi.org/10.1080/00207543.2022.2129465

EOS GmbH והאוניברסיטה הטכנית של מינכן (2021). שינוי מפעיל בהסרת תמיכת SLM: מחקר בזמן ייצור. דוח טכני של EOS. www.eos.info/en/additive-ייצור/מחקר-פיתוח

פארק, ש' ואח'. (2022). "אסטרטגיית בדיקה מבוססת-SPC עבור רכיבי רכב בייצור תוסף: זמן מחזור ותוצאות איכות." Journal of Manufacturing Systems, 64, עמ' . 390–401. doi.org/10.1016/j.jmsy.2022.06.018

Wohlers Associates (2023). Wohlers Report 2023: Printing 3D and Additive Manufacturing - מצב עולמי של התעשייה. Wohlers Associates. דוח www.wohlersassociates.com/wohlers-

ASTM International - ASTM F3303: Standard for Additive Manufacturing - Post Processing Methods. www.astm.org/f3303.html

IATF 16949:2016. דרישות מערכת ניהול איכות לייצור רכב וארגוני חלקי שירות רלוונטיים. כוח המשימה הבינלאומי לרכב. www.iatfglobaloversight.org/iatf-16949/iatf-169492016

ACEA (איגוד יצרני הרכב האירופי) - נייר עמדה בנושא ייצור תוסף בשרשרת אספקה ​​לרכב (2022). www.acea.auto/publication/position-ייצור-תוסף-נייר

ESTA (האגודה האירופית לעישון וטבק) - הנחיות למעקב אחר שרשרת אספקה ​​ותיעוד ייצור (2023). מוזכר להקשר של מעקב-מגזרי בין מגזרי ייצור. www.esta.org