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कैसे एक सिरेमिक 3 डी प्रिंटिंग मशीन औद्योगिक सिरेमिक भागों के लिए प्रोटोटाइप लागत को कम करती है
कैसे एक सिरेमिक 3 डी प्रिंटिंग मशीन औद्योगिक सिरेमिक भागों के लिए प्रोटोटाइप लागत को कम करती है
क्यों एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग सिरेमिक पार्ट डेवलपमेंट के अर्थशास्त्र को बदलता है - और इसकी सीमाएं कहां हैं
लागत की समस्या: पारंपरिक सिरेमिक प्रोटोटाइप महंगा क्यों है
एक सिरेमिक 3 डी प्रिंटिंग मशीन विकास लूप से मोल्ड को हटाकर औद्योगिक सिरेमिक भागों के लिए प्रोटोटाइप लागत को कम करती है: भागों को सीधे एक डिजिटल मॉडल से परत दर परत बनाया जाता है, इसलिए प्रत्येक डिजाइन संशोधन को एक नए या संशोधित उपकरण के बजाय केवल एक नए प्रिंट रन की आवश्यकता होती है। उन खरीदारों और इंजीनियरों के लिए जो पारंपरिक सिरेमिक विकास के माध्यम से रहते हैं, वह एकल परिवर्तन प्रोटोटाइप की संपूर्ण लागत प्रोफ़ाइल का पुनर्गठन करता है।
यह देखने के लिए कि क्यों, देखें कि एक पारंपरिक सिरेमिक प्रोटोटाइप कैसे बनाया जाता है। सिरेमिक घटकों को आम तौर पर एक आकार के शरीर को डाई या मोल्ड में दबाकर, कास्टिंग या बाहर निकालकर उत्पादित किया जाता है, जिसके बाद भाग को सुखाया जाता है, डिबाइंड किया जाता है और पाप किया जाता है। एक एकल प्रयोग करने योग्य भाग मौजूद होने से पहले मोल्ड अपने आप में एक महत्वपूर्ण अग्रिम निवेश है - और यह एक विशिष्ट ज्यामिति से जुड़ी लागत है। यदि पहले प्रोटोटाइप से पता चलता है कि एक चैनल बहुत संकीर्ण है या दीवार बहुत मोटी है, तो उपकरण को फिर से काम किया जाना चाहिए या फिर से बनाया जाना चाहिए, और प्रत्येक पुनरावृत्ति मोल्ड को फिर से एक या दूसरे रूप में खरीदता है। जब एक विकास कार्यक्रम को पांच डिजाइन लूप की आवश्यकता होती है, तो यह पांच गुना टूलींग के लिए भुगतान करता है, या यह एक अधिक रूढ़िवादी मोल्ड के लिए एक बार भुगतान करता है और फिर एक समझौता डिजाइन के साथ रहता है।
सिंटरिंग चरण अपना अर्थशास्त्र जोड़ता है। फायरिंग वास्तविक भट्ठी के समय के साथ एक बैच प्रक्रिया है, और मुट्ठी भर प्रोटोटाइप भागों के लिए एक भट्टी चलाना - या आपके नमूनों के लिए जगह रखने के लिए आपूर्तिकर्ता के उत्पादन बैच की प्रतीक्षा करना - शेड्यूल और बजट दोनों को फैलाता है। हफ्तों में मापा गया प्रोटोटाइप लीड समय आम है, और विकास में देरी का हर अतिरिक्त सप्ताह एक ऐसी लागत है जो कभी भी किसी भी उद्धरण पर दिखाई नहीं देती है, लेकिन सभी समान भुगतान की जाती है। यह वह आधार रेखा है जिसके आधार पर सिरेमिक 3डी प्रिंटिंग मशीन का न्याय किया जाना चाहिए।
सिरेमिक 3डी प्रिंटिंग प्रोटोटाइप अर्थशास्त्र को कैसे बदलती है
कोई मोल्ड नहीं, कोई टूलींग लूप नहीं
सबसे प्रत्यक्ष बचत प्रोटोटाइप चरण से टूलींग का उन्मूलन है। क्योंकि सिरेमिक 3डी प्रिंटिंग मशीन सीधे सीएडी मॉडल से हरे रंग का हिस्सा बनाती है, इसलिए डिज़ाइन परिवर्तन की लागत "रीवर्क या रीमेक एक मोल्ड" से "फ़ाइल को संपादित करने और पुनर्मुद्रण करने" तक ढह जाती है। प्रारंभिक चरण के डिजाइन वास्तव में खोजपूर्ण हो सकते हैं: इंजीनियर अधिक आक्रामक ज्यामिति का परीक्षण कर सकते हैं, इससे सीख सकते हैं, और प्रत्येक दौर में एक टूलमेकर के साथ बातचीत किए बिना संशोधित कर सकते हैं। डिज़ाइन की स्वतंत्रता का मतलब यह भी है कि आप उस हिस्से को प्रोटोटाइप करते हैं जिसे आप वास्तव में चाहते हैं, न कि उस हिस्से को जो आपका मोल्ड आसानी से बना सकता है - जो अंतिम उत्पाद प्रदर्शन के लिए मायने रखता है, न कि केवल विकास बजट के लिए।
तेज़, समानांतर डिजाइन पुनरावृत्ति
एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग कई डिज़ाइन वेरिएंट को एक ही बिल्ड में प्रिंट करने की अनुमति देता है - अलग-अलग दीवार मोटाई, अलग-अलग चैनल लेआउट, अलग-अलग फीचर कॉम्बिनेशन - और साथ-साथ मूल्यांकन किया जाता है। टूलींग चक्र प्रति एक डिज़ाइन के सीरियल लूप के बजाय, विकास समानांतर हो जाता है: पांच उम्मीदवारों को प्रिंट करें, उनका परीक्षण करें, और निष्कर्षों को अगले बैच में मोड़ें। जटिल भागों के लिए जहां ज्यामिति और व्यवहार के बीच बातचीत की भविष्यवाणी करना कठिन है, वास्तविक पापी नमूनों की तुलना करने की यह क्षमता सबसे व्यावहारिक तरीकों में से एक है जो सिरेमिक 3 डी प्रिंटिंग मशीन विकास को छोटा करती है।
ज्यामिति जो साँचे बिल्कुल नहीं बना सकते
कुछ विशेषताएं न केवल महंगी हैं, बल्कि मोल्ड-आधारित गठन के साथ असंभव हैं: आंतरिक प्रवाह चैनल, जाली या सेलुलर संरचनाएं, अनुरूप शीतलन मार्ग, पतली क्रॉस-कनेक्टेड दीवारें, और आंतरिक गुहाएं जो कोई भी डाई चारों ओर नहीं निकाल सकती हैं। योजक भवन के साथ, जटिलता काफी हद तक लागत से अलग हो जाती है - एक जटिल आंतरिक जाली वाला एक हिस्सा लगभग उसी आकार के ठोस ब्लॉक के समान मुद्रण प्रयास लेता है। निस्पंदन, थर्मल प्रबंधन, द्रव प्रबंधन और अनुकूलित जिग्स में अनुप्रयोगों के लिए, यह प्रोटोटाइप डिजाइनों को अनलॉक करता है जो बस आर्थिक रूप से उपकरण नहीं हो सकते थे, जो लागत में कमी का अपना रूप है: असंभव विचार की लागत शून्य हो जाती है क्योंकि यह असंभव होना बंद हो जाता है।
दंड के बिना छोटे बैच
पारंपरिक सिरेमिक अर्थशास्त्र छोटी मात्रा को दंडित करता है: मोल्ड की लागत तय होती है, इसलिए आप जितने कम हिस्से बनाते हैं, उतना ही अधिक प्रत्येक व्यक्ति ले जाता है। एडिटिव प्रिंटिंग बैच आकार के प्रति काफी हद तक उदासीन है - दस भाग और एक सौ भाग एक ही डिजिटल वर्कफ़्लो के माध्यम से चलते हैं। पायलट श्रृंखला, विरासत उपकरणों के लिए पुर्जे, और अनुकूलित एकबारगी घटक सभी एक मात्रा में टूलींग को परिशोधन किए बिना उत्पादन करने के लिए यथार्थवादी हो जाते हैं जिसे आप कभी नहीं बेचेंगे।
प्रोटोटाइप चरण में पारंपरिक गठन बनाम सिरेमिक 3 डी प्रिंटिंग
| दृष्टिकोण | पारंपरिक मोल्ड-आधारित गठन | सिरेमिक 3डी प्रिंटिंग |
|---|---|---|
| टूलींग | किसी भी हिस्से के मौजूद होने से पहले मोल्ड या डाई की आवश्यकता होती है | कोई मोल्ड नहीं; भाग सीधे सीएडी से बनाया गया है |
| डिजाइन संशोधन | प्रत्येक पुनरावृत्ति के लिए उपकरण को फिर से तैयार करें या रीमेक करें | मॉडल संपादित करें और पुनर्मुद्रण करें |
| ज्यामितीय जटिलता | मोल्डेबिलिटी और डिमोल्डिंग द्वारा सीमित | आंतरिक चैनल, जाली और गुहाएं संभव |
| छोटे बैच का अर्थशास्त्र | टूलींग लागत कुछ हिस्सों में फैली हुई है | बैच का आकार काफी हद तक इकाई प्रयास से स्वतंत्र है |
| पुनरावृत्ति मोड | सीरियल, प्रति चक्र एक डिज़ाइन | समानांतर, प्रति बिल्ड कई प्रकार |
इंजीनियरिंग नोट्स: डिबाइंडिंग, सिंटरिंग और सिकुड़न
एक मुद्रित हरा हिस्सा अभी तक सिरेमिक हिस्सा नहीं है। मुद्रण के बाद, घटक बाइंडर सिस्टम को हटाने के लिए डिबाइंडिंग से गुजरता है और फिर सिरेमिक को सघन करने के लिए सिंटरिंग करता है - पारंपरिक सिरेमिक के समान थर्मल रीढ़, और वह चरण जहां अधिकांश इंजीनियरिंग आश्चर्य रहते हैं। सिरेमिक 3 डी प्रिंटिंग प्रोग्राम का बजट बनाने वाले किसी भी व्यक्ति को तीन व्यावहारिक बिंदुओं को समझना चाहिए।
सबसे पहले, संकोचन: जैसे ही बाइंडर निकलता है और भाग घनीभूत होता है, घटक अपने मुद्रित आयामों से काफ़ी सिकुड़ता है। सटीक संकोचन सामग्री प्रणाली, पाउडर लोडिंग और सिंटरिंग शेड्यूल पर निर्भर करता है, इसलिए डिजिटल मॉडल को तदनुसार बढ़ाया जाना चाहिए - और स्केलिंग कारक को वास्तविक sintered भागों के खिलाफ सत्यापित किया जाता है, माना नहीं जाता है। अनुभवी टीमें एक नई ज्यामिति के पहले प्रिंट को अंशांकन भागों के रूप में मानती हैं और कुछ बिल्ड पर मुआवजे को परिष्कृत करने की उम्मीद करती हैं।
दूसरा, विरूपण: पतली दीवारें, फ्लैट प्लेटें और अचानक खंड परिवर्तन के साथ हिस्से डिबाइंडिंग और सिंटरिंग के दौरान ताना दे सकते हैं, इसलिए अभिविन्यास, समर्थन और, जहां आवश्यक हो, स्थिरता-सहायता प्राप्त फायरिंग प्रक्रिया योजना में हैं जैसे कि वे पारंपरिक सिरेमिक में करते हैं। तीसरा, सतह और घनत्व व्यवहार: मुद्रित सतहों के रूप में आम तौर पर दबाए गए और निकाल दी सतहों की तुलना में खुरदरी होती है, और कुछ ठीक विशेषताओं को पोस्ट-फिनिशिंग की आवश्यकता हो सकती है; घनत्व एकरूपता एक अच्छी तरह से नियंत्रित थर्मल शेड्यूल पर निर्भर करती है। इनमें से कोई भी बिंदु एडिटिव के खिलाफ तर्क नहीं देता है - उनका सीधा सा मतलब है कि बचत स्मार्ट प्रोसेस इंजीनियरिंग से आती है, न कि सिरेमिक ज्ञान को छोड़ने से। एक आपूर्तिकर्ता जो केवल प्रिंटर के बारे में बात करता है और भट्ठी के बारे में कभी नहीं बोलता है, वह सवाल करने के लिए एक आपूर्तिकर्ता है।
सिरेमिक 3डी प्रिंटिंग कहां फिट बैठती है - और जहां यह नहीं है
फिट के बारे में ईमानदार होने से उम्मीदें यथार्थवादी रहती हैं और परियोजनाएं सफल रहती हैं:
- मजबूत फिट:प्रोटोटाइप और छोटी श्रृंखला, आंतरिक चैनलों या जाली संरचनाओं के साथ भागों, अनुकूलित जिग्स और फिक्स्चर, निस्पंदन और द्रव-हैंडलिंग घटकों, थर्मल-प्रबंधन ज्यामिति, और विरासत स्पेयर पार्ट्स जहां कोई मोल्ड अब मौजूद नहीं है।
- सशर्त फिट:जिन हिस्सों को अंततः बड़े पैमाने पर उत्पादन की ओर बढ़ना चाहिए - एक समझदार मार्ग अक्सर योजक रूप से विकसित और मान्य करना होता है, फिर सिद्ध डिजाइन को इस विश्वास के साथ मोल्ड-आधारित उत्पादन में स्थानांतरित करना होता है कि पहली बार उपकरण काटने पर ज्यामिति सही होती है।
- खराब फिट:बहुत बड़े सरल ठोस जहां पारंपरिक गठन पहले से ही कुशल है, और ऐसे अनुप्रयोग जहां मुद्रित सतह खत्म करने के लिए व्यापक परिष्करण की आवश्यकता होगी जो लाभ को नष्ट कर देता है।
- सामग्री का दायरा:ऑक्साइड सिरेमिक एडिटिव वर्कफ़्लो में सबसे अधिक स्थापित हैं; कार्बाइड और गैर-ऑक्साइड सिस्टम आगे बढ़ रहे हैं, लेकिन आपूर्तिकर्ता के साथ मामले दर मामले पर चर्चा की जानी चाहिए।
इन सभी में पैटर्न समान है: सिरेमिक 3 डी प्रिंटिंग मशीन जहां भी पुनरावृत्ति, जटिलता या छोटी मात्रा लागत पर हावी होती है वहां जीतती है - और जहां भी लंबे, सरल, उच्च-मात्रा वाले रन काम को परिभाषित करते हैं, वहां हार जाते हैं।
Raiseway के माध्यम से एक सिरेमिक 3 डी प्रिंटिंग मशीन की सोर्सिंग
सिरेमिक 3डी प्रिंटिंग उपकरण मंच के व्यापक के साथ-साथ Raiseway पर मशीन और उपकरण श्रेणी के भीतर बैठता हैऔद्योगिक 3डी प्रिंटर रेंजऔर इसकी चौड़ीऔद्योगिक मशीनरी उपकरणकवरेज। समर्पितसिरेमिक 3 डी प्रिंटिंग मशीनउत्पाद पृष्ठ विनिर्देशों और पूछताछ के लिए प्रारंभिक बिंदु है, औरसिरेमिक 3 डी प्रिंटिंग श्रेणीसंबंधित उपकरणों को एक ही स्थान पर इकट्ठा करता है।
Raiseway (हुबेई Raiseway Technology Co., Ltd.) एक औद्योगिक MRO खरीद और आपूर्ति मंच है, निर्माता नहीं। प्लेटफ़ॉर्म पूर्ण उद्योग श्रृंखला में आपूर्ति चैनलों को एकीकृत और स्क्रीन करता है - सामान्य-प्रयोजन घटकों से लेकर गैर-मानक अनुकूलित उपकरणों तक - और कई प्रसिद्ध घरेलू और विदेशी ब्रांड आपूर्तिकर्ताओं के साथ मिलकर सहयोग करता है। सिरेमिक एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग का मूल्यांकन करने वाले खरीदार के लिए, इसका मतलब है कि प्रिंटर के लिए एक चैनल, इसके चारों ओर डिबाइंडिंग और सिंटरिंग उपकरण, और उपभोज्य और स्पेयर-पार्ट आपूर्ति जो एक विकास प्रयोगशाला को चालू रखती है, जिसमें निर्यात वितरण परिचित व्यापार शर्तों के तहत संभाला जाता है।
प्लेटफॉर्म की मूल कंपनी, वुहान एल-केईडब्ल्यूईआई इंजीनियरिंग एंड टेक्नोलॉजी कं, लिमिटेड, 2003 में स्थापित, धातुकर्म और इलेक्ट्रोमैकेनिकल क्षेत्रों - इंजीनियरिंग डिजाइन, उपकरण निर्माण और एकीकरण, आपूर्ति, स्थापना और कमीशनिंग - में पूर्ण-श्रृंखला ईपीसी सेवाएं प्रदान करती है और कई बड़ी उत्पादन लाइन परियोजनाओं को पूरा कर चुकी है। वह मूल कंपनी की पृष्ठभूमि राइजवे टीम को औद्योगिक प्रक्रिया उपकरण में एक ग्राउंडिंग देती है जो ब्रोशर स्तर से अच्छी तरह से आगे जाती है: वे चर्चा कर सकते हैं कि एक कार्यशाला में एक सिरेमिक प्रिंटिंग सेल कहां फिट बैठता है, इसके चारों ओर थर्मल-प्रोसेसिंग चेन कैसी दिखती है, और निवेश को प्रोटोटाइप से किसी भी भविष्य के उत्पादन उपयोग की ओर कैसे चरणबद्ध किया जाना चाहिए।
किसी भी संगठन के लिए जो औद्योगिक सिरेमिक भागों को प्रोटोटाइप करता है, सवाल अब यह नहीं है कि क्या एडिटिव तकनीक कार्यात्मक सिरेमिक का उत्पादन कर सकती है - यह स्पष्ट रूप से कर सकती है। सवाल यह है कि क्या आपकी विकास पाइपलाइन अपना बजट मोल्ड और प्रतीक्षा, या डिजाइन पुनरावृत्तियों और उत्तरों पर खर्च करती है। एक सिरेमिक 3डी प्रिंटिंग मशीन यह है कि बजट उस स्थान पर कैसे स्थानांतरित हो जाता है जहां वह वास्तव में प्रगति खरीदता है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
सिरेमिक 3डी प्रिंटिंग मशीन प्रोटोटाइप लागत को वास्तव में कैसे कम करती है?
यह विकास लूप से मोल्ड को हटा देता है। टूलींग के बिना, प्रत्येक डिज़ाइन संशोधन एक टूल रीमेक के बजाय एक पुनर्मुद्रण है; कई प्रकारों को समानांतर में मुद्रित किया जा सकता है; और छोटे बैचों में कोई टूलींग परिशोधन नहीं होता है। बचत पूरे पुनरावृत्ति चक्र से आती है, न कि किसी एक हिस्से की कीमत से।
संकोचन क्या है और इसे कैसे संभाला जाता है?
डिबाइंडिंग और सिंटरिंग के दौरान, भाग अपने मुद्रित आकार से घनीभूत और सिकुड़ता है। डिजिटल मॉडल को क्षतिपूर्ति के लिए बढ़ाया जाता है, और प्रत्येक सामग्री प्रणाली के लिए वास्तविक sintered भागों के खिलाफ मुआवजा कारक को सत्यापित किया जाता है। एक नई ज्यामिति के पहले निर्माण की अपेक्षा करें जो अंशांकन रन के रूप में काम करेगा।
क्या मुद्रित सिरेमिक का उपयोग अंतिम उत्पादन भागों के लिए किया जा सकता है?
जटिल, कम मात्रा या अनुकूलित भागों के लिए, हाँ - मुद्रित और sintered सिरेमिक सेवा में काम कर सकते हैं। उच्च-मात्रा वाले सरल भागों के लिए, एक सामान्य रणनीति यह है कि एडिटिवली रूप से विकसित किया जाए और फिर मान्य डिज़ाइन को मोल्ड-आधारित उत्पादन में स्थानांतरित किया जाए, जिससे टूलींग रीवर्क की बचत हो सके क्योंकि ज्यामिति पहले से ही सिद्ध हो चुकी है।
खरीदने से पहले मुझे आपूर्तिकर्ता से क्या जांचना चाहिए?
प्रिंटर से परे देखें: डिबाइंडिंग और सिंटरिंग श्रृंखला, सामग्री प्रणाली समर्थित, प्राप्त करने योग्य सुविधा रिज़ॉल्यूशन, परिष्करण के बाद की आवश्यकताएं, और आपूर्तिकर्ता की प्रक्रिया समर्थन। एक सक्षम स्रोत पूर्ण थर्मल प्रक्रिया पर चर्चा करता है, न कि केवल प्रिंटिंग हार्डवेयर।
अपने सिरेमिक विकास लूप से मोल्ड को बाहर निकालें
Raiseway सोर्सिंग टीम के साथ अपने हिस्से ज्यामिति, सामग्री प्रणाली और प्रक्रिया श्रृंखला पर चर्चा करें और योजना बनाएं कि सिरेमिक 3 डी प्रिंटिंग मशीन आपके विकास वर्कफ़्लो में कहां फिट बैठती है।
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